EKSTRAKSI ASBUTON MENGGUNAKAN METODE ASBUTON EMULSI
(269M)
Djoko Sarwono1, Didit Cahya Utama2, Ary Setyawan3
1Jurusan Teknik Sipil, Universitas Sebelas Maret, Jl. Ir. Sutami 36 A Surakarta Email: [email protected]
2Jurusan Teknik Sipil, Universitas Sebelas Maret, Jl. Ir. Sutami 36 A Surakarta Email: [email protected]
3Jurusan Teknik Sipil, Universitas Sebelas Maret, Jl. Ir. Sutami 36 A Surakarta Email: [email protected]
ABSTRAK
Asbuton merupakan aspal alam yang berasal dari pulau buton. Asabuton yang ada di yaitu asbuton butir dengan tipe 5/20.15/20,15/25, dan 20/25. Penilitan sebelumnya menggunakan emulgator cocame DEA sebagai pencampuran emulsi dengan hasil bitumen yang di dapat 40% -50%, Texapon sebagai emulgator untuk penyatu antara fase minyak dan fase air diharapkan dapat menghasilkan kandungan bitumen yang lebih dari penelitian sebelumnya. Prapenelitian yang telah dilakukan kandungan texapon yang bisa digunakan hanya sebesar 0.5% berat. Penelitian menggunakan metode eksperimen di labolatorium. Metode yang di gunakan adalah metode aspal emulsi .Bahan yang digunakan adalah asbutir tipe 5/20, Emulgator (Texapon), Asam Klorida (HCl), Kerosin,dan H2O. Phasa padat asbuton emulsi merupakan asbuton butir
dan kerosin yang dicampur menggunakan alat mixer selama 15 menit. Phasa cair asbuton emulsi terdiri dari bahan pengemulsi, H2O, dan HCl. Variabel konsentrasi HCl yang digunakan sebesar
0.75%, 1%, 1.25%,1.5% , dan 1.75% dari berat total asbuton emulsi. Phasa padat dan phasa cair asbuton emulsi dicampur dan kemudian diputar dengan mesin ekstraksi, variable waktu ekstraksi yang digunakan selama 15, 20,25, 30 dan 35 menit. Kemudian di ekstrak dengan menggunakan tiner. Hasil pengujian kandungan asbuton emulsi diperoleh kadar asam klorida (HCl) sebesar 1.2% terhadap berat total asbuton emulsi menghasilkan kadar larutan bitumen optimum dengan komposisi asbuton butir tipe 5/20 sebesar 41.67% berat, kerosin 8.33%, asam klorida (HCl) 1.2%, Texapon 0,5%, dan H2O 48,30% terhadap berat total asbuton emulsi. Pada kadar asam
klorida (HCl) sebesar 1.2% dan waktu ekstraksi 25 menit didapat kadar optimum 43.50%. Kata kunci: Asbuton, Asbuton Emulsi, HCl, Ekstraksi,Texapon
1.
PENDAHULUAN
Asbuton (Aspal Buton) adalah aspal yang di hasilkan dari Kepulauan Buton Provinsi Sulawesi Tenggara. Pulau Boton meniliki panjang sekitar 130 km dan lebar sekitar 50 km serta dari sulawesi tenggara sekitar 5 km. Asbuton pertama kali ditemukan oleh seorang warga belanda bernama hetzel pada tahun 1920. Selanjutnya pada tahun 1936 Hezet sudah dapat mempetakan deposit asbuton di pulau Buton. Deposit asbuton tersebar di beberapa daerah kecamatan di pulau buton antara lain di kabungka, Lawele, Ereke, Winato, dan Waisiu namun dari beberapa deposit asbuton yang bisa di peroleh dari Kabungka dan Lawele saja yang saat ini sudah di explorasi
Indonesia saat ini masih melakukan import asphalt dari beberapa negara lain guna memenuhi kebutuhan aspal bagi pembangunan dan pemeliharaan jalan setiap tahunnya. Pemanfaatan aspal alam yang dikenal dengan asbuton (aspal batu Buton) yang terdapat di provinsi Sulawesi Tenggara dapat menjadi altenatif yang menjanjikan untuk menjawab masalah diatas, karena cadangan aspal alam di Pulau Buton yang mencapai 600 juta ton. Perlu dilakukan pemanfaatan bahan–bahan lain yang tersedia di dalam negeri untuk memenuhi kebutuhan pembangunan, pemeliharaan jalan dan menyiasati ketersediaan aspal minyak yang semakin terbatas dan harga yang cenderung naik seiring dengan harga pasar minyak mentah dunia. Pada masa yang akan datang harga aspal minyak juga semakin tinggi karena minyak bumi sebagai bahan dasar pembuatan minyak aspal, minyak bumi juga merupakan sumber daya alam yang tidak dapat di perbaharui.
Asbuton butir saat ini belum banyak digunakan / kurang workable, dengan kadar aspal sekitar 10% sampai 25% yang terkandung di dalam asbuton sehingga dapat menggantikan sebagian kebutuhan aspal minyak yang digunakan
dalam perkerasan jalan. Namun dalam pemurnian asbuton tidak semudah dalam pembuatan aspal minyak karena pemurnian asbuton banyak melalui proses yang rumit.
Berdasarkan kelebihan dan kelemahan asbuton, diperlukan penelitian untuk membuat asbuton emulsi dengan mengekstraksi atau memisahkan bitumen asbuton dan mineralnya menggunakan metode emulsi dingin. Penggunaan metode tersebut diharapkan dapat mempermudah penggunaan asbuton sebagai bahan pengikat pada konstruksi dan perawatan perkerasan jalan. Asbuton emulsi menggunakan metode emulsi dingin pada dasarnya memisahkan bitumen dan mineral tanpa pemanasan. Untuk memisahkan bitumen dan mineral maka bitumen dilarutkan dan kemudian diikat dengan air (H2O) .
Bitumen merupakan senyawa aromatik (minyak) yang mempunyai sifat tidak dapat larut dengan air (H2O), sehingga
untuk melarutkan bitumen dan air (H2O) diperlukan pengemulsi (emulgator).. Hidrogen klorida (HCl) dalam
pembuatan asbuton emulsi berfungsi untuk mengaktifkan emulgator dan melunakkan mineral asbuton, sehingga diperlukan HCl yang optimum agar proses emulsi dalam pembuatan asbuton emulsi dapat berjalan dengan baik.dan bisa untuk mengikat bitumen yang terdapat didalam asbuton butir seoptimal mungkin.
2.
TINJAUAN PUSTAKA
Dhani Ardhyanto (2012) [1] Penelitian tentang “Ekstraksi Asbuton Dengan Metode Asbuton Emulsi Ditinjau dari Konsentrasi HCL dan Waktu Ekstraksi Menggunakan Emulgator Cocamide Dea” telah dilakukan Dhani Ardhyanto tahun 2012 .Hasil pengujian kemurnian asbuton emulsi diperoleh presentase bitumen yang semakin meningkat seiring dengan bertambahnya waktu ekstraksi dan diketahui konsentrasi HCl sebesar 1,25% dengan waktu ekstraksi 25 menit, menghasilkan kadar bitumen tertinggi sebesar 57,19%. Hasil pengujian berat jenis asbuton emulsi diperoleh berat jenis rata-rata asbuton emulsi mengalami penurunan sebanding dengan lamanya waktu ekstraksi. Hasil pengujian kadar air RO pada asbuton emulsi dengan konsentrasi HCl sebesar 1,25% diketahui semakin lama waktu ekstraksi maka kadar air RO asbuton emulsi semakin meningkat. Berdasarkan pengujian dan analisa yang telah dilakukan, didapat komposisi asbuton emulsi terbaik, terdiri dari asbuton butir tipe 5/20 sebesar 41.67% berat, kerosin 8.33%, asam klorida (HCl) 1.25%, Cocamide DEA 1%, air RO 47.75% dan waktu ekstraksi selama 25 menit dengan kecepatan mesin ekstraksi 2000 rpm.
Mei. Y,Y and Ning. Z,X (2010) [1] Penelitian tentang “ Research on High Temperature Rheological Characteristics of Asphalt Mastic with Indonesian Buton Rock Asphalt (BRA) “ yang dilakukan oleh Yin Ying Mei dan Zhang Xiao Ning tahun 2010. Hasil penelitian menunjukkan hasil menunjukkan bahwa parameter komponen elastisitas dan alur dari aspal mastic mengandung mineral filler yang meningkat setiap penambahan BRA dan BRA dapat meningkatkan karakteristik rheologi aspal mastic pada suhu tinggi
3.
BAHAN ASBUTON BUTIR
Asbuton butir yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari PT. Bhuton Asphalt Indonesia Jakarta yang telah melalui pemeriksaan secara visual dan laboratorium. Dalam pemeriksaan secara visual dapat dilihat dari bentuk butiran dan tekstur permukaan asbuton butir.Berdasarkan hasil pengamatan didapatkan bahwa asbuton butir yang digunakan memiliki tekstur permukaan yang kasar, berbentuk butiran-butiran halus dan mineral asbuton yang berwarna putih.
Pemeriksaan asbuton tipe 5/20 menggunakan data sekunder. Pemeriksaan asbuton tipe 5/20 dilakukan oleh Puslitbang Jalan dan Jembatan Departemen Pekerjaan Umum (DPU). Pemeriksaan asbuton tipe 5/20 meliputi kandungan aspal residu, kandungan air, solubility in trichloroethylene (C2HCl3), sieve analysis, specivic gravity, dan
flash point.
4.
METODE PENELITIAN
Penelitian dilakukan menggunakan metode eksperimental di laboratorium Perkerasan Jalan Raya Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta dengan dasar pendekatan menggunakan pedoman pembuatan aspal emulsi jenis kationik No. 024/T/BM/1999 Ditjen Bina Marga, AASHTO M 208, dan ASTM D 2397. Bahan yang digunakan adalah asbuton butir 5/20, Texapon , Asam Klorida (HCl), Kerosin, dan H2O.
Penelitian dilakukan dengan pembuatan benda uji yang berupa asbuton emulsi. Phasa padat asbuton emulsi merupakan asbuton butir dan kerosin yang dicampur menggunakan alat mixer selama 15 menit. Phasa cair asbuton emulsi terdiri dari bahan pengemulsi, H2O, dan HCl. Variabel konsentrasi HCl yang digunakan 0.75%, 1%, 1.25%,
1,5%dan 1.75% dari berat total asbuton emulsi. Phasa padat dan phasa cair asbuton emulsi dicampur dan kemudian diekstraksi. Variable waktu ekstraksi yang digunakan selama 5, 10, 15, 20, dan 25 menit. Hasil ekstraksi asbuton emulsi selanjutnya dilakukan pengujian kandungan mineral asbuton emulsi, berat jenis dan kadar H2O.
5.
HASIL DAN ANALISA
Komposisi Asbuton Emulsi
Percobaan trial and error dilakukan dalam pembuatan phasa emulsi padat untuk memperoleh komposisi dan waktu mixing campuran asbuton butir dengan kerosin terbaik berdasarkan pengamatan visual Komposisi asbuton emulsi dengan konsentrasi HCl 1% dari total berat asbuton emulsi pada waktu ekstraksi 25 menit menghasilkan kadar bitumen tertinggi. Komposisi bahan bahan penampuran asbuton emulsi disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Komposisi Asbuton Emulsi pada Waktu Ekstraksi 25 Menit
Fase Emulsi Padat
Asbuton 416.67 gram Lama Pencampuran 15 menit 41.67 % Kerosin 83.33 gram 8.33 %
Fase Emulsi Cair
Texapon 5 gram
Lama Ekstraksi 25 menit 0.5 %
Asam Klorida (HCl) 10 gram
1.00 %
Air RO 485 gram
48.5 %
Kadar bitumen dengan variable waktu ekstraksi dan kadar HCL
Hasil eksperimen untuk mendapatkan kadar bitumen dalam berbagai variable waktu ekstraksi dan konsentrasi HCL disajikan pada Tabel 2. Gambar 1 menunjukkan hubungan antara waktu ekstraksi dengan kadar bitumen, sedangkan Gambar 2 menunjukkan hubungan antara kadar HCL dengan kadar bitumen yang didapatkan.
Tabel 2. Hasil Uji kadar mineral asbuton emulsi
Kode Waktu Ekstraksi Hasil Ekstraksi HCl Mineral Bitumen
menit gram gram % gram % gram %
A15 15 112.65 7.5 0.75 14.41 68.04 6.48 30.59 A20 20 98.04 7.5 0.75 15.95 68.37 7.3 31.29 A15 25 104.53 7.5 0.75 10.19 63.61 5.63 35.14 A20 30 117.12 7.5 0.75 15.09 66.45 7.47 32.89 A25 35 102.98 7.5 0.75 17.85 64.16 9.69 34.83 B15 15 131.48 10 1 24.51 61.40 15.22 38.13 B20 20 132.95 10 1 15.07 57.74 10.84 41.53 B25 25 95.91 10 1 15.48 51.48 14.57 48.45 B30 30 124.77 10 1 15.04 52.39 13.44 46.81 B35 35 96.67 10 1 13.2 51.70 12 47.00 C15 15 89.7 12.5 1.25 11.49 58.68 7.83 39.99 C20 20 130.63 12.5 1.25 16.55 55.20 12.74 42.49 C25 25 108.56 12.5 1.25 14.84 58.06 10.68 41.78 C30 30 96.78 12.5 1.25 15.71 56.23 12.03 43.06 C35 35 104.21 12.5 1.25 14.11 55.23 11.02 43.13 D15 15 101.05 15 1.5 17.77 68.72 7.97 30.82 D20 20 127.61 15 1.5 16.78 67.17 8.09 32.39
D25 25 78.91 15 1.5 14.75 62.32 8.79 37.14 D30 30 116.23 15 1.5 14.83 62.87 8.39 35.57 D35 35 86.98 15 1.5 15.92 62.55 9.32 36.62 E15 15 91.61 17.5 1.75 16.41 70.28 6.65 28.48 E20 20 96.01 17.5 1.75 14.07 66.43 6.67 31.49 E25 25 104.77 17.5 1.75 15.31 62.62 9.12 37.30 E30 30 81.58 17.5 1.75 19.92 65.27 10.36 33.94 E35 35 93.34 17.5 1.75 15.76 62.61 9.31 36.99
Gambar 1 . Grafik Hubungan Waktu Ekstraksi Dengan Persentase Bitumen
Gambar 2 . Grafik Hubungan HCL Dengan Persentase Bitumen
Pada Gambar 1. dan 2. Hubungan tersebut dapat dijelaskan dengan persamaan Ŷ = -27.73x2+ 66.53 Xi + 3.595 dengan Ŷ adalah kadar bitumen asbuton emulsi dan X adalah Konsentrasi HCL . Konsentrasi Hcl 0.75% berat sampai dengan 1.25% berat terus meningkatkan persentase asbuton emulsi ,tetapi pada konsentrasi HCL 1.5% berat mengalami penurunan kadar persentase asbuton emulsi yang didapat ini bisa disebabkan HCL yang terlalu banyak malah mempercepat kembalinya bentuk asbuton butir seperti semula sehingga dalam pengikatan oleh H2O terhadap
bitumen yang terkandung didalam asbuton butir lebih sedikit. Pada grafik Persentase optimum didapat dengan waktu 25 menit dan kadar HCL 1.2% berat dengan nilai persentase asbuton emulsi yaitu 43.50%.
Berat Jenis Asbuton Butir
Uji berat jenis asbuton butir digunakan untuk mengetahui tingkat kemurnian dan kandungan bitumen dalam asbuton emulsi, hasil uji disajikan pada Tabel 3..
Tabel 3. Uji Berat Jenis Asbuton Emulsi. Waktu
Ekstraksi
Berat Jenis Asbuton Emulsi Rata-rata
HCl = 0.75% HCl = 1% HCl = 1.25% HCl = 1.5% HCl = 1.75% (menit) 15 1.555 1.475 1.552 1.577 1.581 20 1.534 1.417 1.524 1.556 1.573 25 1.509 1.333 1.419 1.549 1.565 30 1.520 1.318 1.347 1.434 1.547 35 1.463 1.303 1.334 1.417 1.499
Berdasarkan Tabel 3 . diketahui bahwa semakin lama waktu ekstraksi maka berat jenis rata-rata asbuton emulsi semakin menurun, hal itu disebabkan karena semakin lama waktu ekstraksi maka persentase mineral semakin berkurang. Dengan menurunnya kadar mineral maka komposisi dari asbuton emulsi yang dominan adalah bitumen yang tercampur dengan H2O
Kadar H2O Asbuton Emulsi
Uji kadar air pada asbuton emulsi digunakan untuk mengetahui kadar air yang masih tersisa dalam emulsi, hasil uji disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4. Uji Kadar H2O Asbuton Emulsi.
Waktu Ekstraksi Berat Cawan Berat Cawan + Asbuton Emulsi Berat Cawan + Asbuton Emulsi Kering Liquid Content Kode
menit gram gram 78 menit %
B15 15 4.24 45.21 43.9 3.20
B20 20 4.16 36.55 35.41 3.52
B25 25 4.21 32.36 31.24 3.98
B30 30 4.25 41.73 40.21 4.06
B35 35 4.18 37.89 36.4 4.42
Hubungan waktu ekstraksi terhadap kadar air RO pada konsentrasi HCL 1% berat semakin lama semakin besar, hal tersebut disebabkan karena semakin lama waktu ekstraksi maka kandungan air yang diserap semakin banyak sehingga fungsi Texapon sebagai pengemulsi bekerja dengan baik
6.
KESIMPULAN
1. Dari penelitian yang telah dilakukan ini diketahui bahwa kadar asam klorida (HCl) sebesar 1.2% terhadap berat total asbuton emulsi, menghasilkan kadar larutan bitumen optimal sebesar 43.50 %.
2. Berdasarkan penelitian, maka diperoleh asbuton emulsi yang mempunyai kadar larutan bitumen tertinggi dengan komposisi asbuton butir tipe 5/20 sebesar 41.67% berat, kerosin 8.33%, asam klorida (HCl) 1.2%, texapon 0.5 %, dan H2O 48.3%.
3. Hasil optimum yang di dapat sudah pada kadar asbuton emulsi dengan komposisi pada ponin ke 2 , diketahui dari waktu sebanding dengan kadar HCL . Hubungan tersebut dapat dijelaskan dengan persamaan Ŷ = -27.73x2+ 66.53 Xi + 3.595 dengan Ŷ adalah kadar bitumen asbuton emulsi dan X adalah waktu ekstraksi.
DAFTAR PUSTAKA
Andri, Saulus. 2012. Ekstraksi Asbuton Dengan Metode Asbuton Emulsi Ditinjau dari Konsentrasi Pengemulsi dan Waktu Ekstraksi Menggunakan Emulgator Cocamide Dea. Surakarta : Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret.
Ardhyanto, Dhani. 2012. Ekstraksi Asbuton Dengan Metode Asbuton Emulsi Menggunakan Emulgator Cocamide Dea Ditinjau dari Konsentrasi HCL dan Waktu Ekstraksi. Surakarta : Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret.
Salomon, Delman R. 2006. Asphalt Emulsion Technology. Washington, DC: Transportation Research Board Ying Mei, Yin and Xiao Ning,Zhang. 2010. Research on High Temperature Rheological Characteristics of Asphalt
Mastic with Indonesian Buton Rock Asphalt (BRA). Journal Of Wuhan University Of Technology Vol.32, No.7.
