BAB 3
BAHAN DAN METODE PENELITIAN
3.1. Alat-alat
- Wadah silinder
- Roll mill
- Ayakan 40 dan 60 mesh
- Kalorimeter Bomb
- Oven Fuji Scientific
- Alat cetak briket
- Pipet volume 10 ml Pyrex
- Erlenmeyer
250 ml Pyrex -
Beaker glass 500 ml Pyrex - Gelas ukur
100 ml Pyrex -
Statif dan klem - Crucible porselin
- Alu dan mortar
- Botol timbang
- Desikator -
Neraca analitik -
Termometer -
Buret 100 ml Pyrex -
SEM -
FTIR -
Hidrolic Press
3.2. Bahan-bahan
Universitas Sumatera Utara
- Tempurung kelapa
- Larutan glukosa -
Natrium klorida p.a E.Merck
- Asarn sulfat
p.a E.Merck - Aquadest
- Natrium silika
p.a E.Merck -
Amilum p.a E.Merck
- Iodium
p.a E.Merck -
Natrium tiosulfat p.a E.Merck
- Kalium iodida
3.3. Prosedur Kerja
3.3.1. Pembuatan Arang
− Tempurung kelapa dikeringkan di atas sinar matahari sehingga cukup kering dan mudah
untuk dibakar. −
Kemudian tempurung kelapa dimasukkan ke dalam wadah silinder baja yang tahan panas dan ditutup rapat kemudian diberi lubang kecil sebagai lubang asap
− Kemudian dikarbonisasi di atas tungku dan bila sudah terbentuk asap kuning tebal maka
lubang asap ditutup kemudian karbonisasi dilanjutkan sampai semua asap habis −
Kemudian arang diangkat kemudian didinginkan −
Kemudian arang digiling sampai halus kemudian diayak dengan ayakan ukuran 40 sampai 60 mesh.
− Arang hasil karbonisasi dicucui dengan aquadest
− Kemudian arang dihaluskan kembali dengan roll mill.
− Arang kemudian diayak kembali dengan ayakan ukuran 40 sampai 60 mesh
− Kemudian dikeringkan pada oven pada suhu 125°C selama 6 jam
− Didinginkan dalam desikator
− Kemudian dikarakterisasi dengan foto SEM dan FTIR
Universitas Sumatera Utara
3.3.2. Impregnasi Arang dengan NaCl
− Butiran arang halus yang berukuran 40 sampai 60 mesh tersebut kemudian dibagi
menjadi 10 bagian, masing-masing bagian ditimbang sebanyak 5 gram. −
Masing-masing bagian direndam dengan NaCl yang konsentrasinya masing-masing 0,1 sd 1,0 selama satu hari
− Arang yang telah diimpregnasi dicuci dengan aquadest kemudian ditiriskan
− Dikeringkan dalam oven pada suhu 125
°C selama 6 jam kemudian butiran arang ini diayak kembali dengan ayakan berukuran 40 dan 60 mesh
− Dipanaskan pada tanur dengan suhu 400
°C selama 4 jam −
Kemudian diperiksa kadar air, kadar abu, kadar volatile, dan kadar karbon kemudian adsorbsi I
2
dan adsorbsi asam asetat. −
Dan diamati kembali struktur dan keadaan permukaan dengan foto SEM dan FTIR sesudah diimpregnasi.
3.3.3. Pembuatan briket tempurung kelapa
− Butiran arang hasil impregnasi kemudian dicampur dengan komposisi pengikat
briket yaitu 30 bagian larutan dekstringlukosa 25, 29 bagian larutan NaCl 25, 28 bagian dari larutan Na
2
SiO
3
10, 23 bagian larutan H
2
SO
4
5. −
Diaduk rata dan dicetak dalam cetakan dan ditekan dengan hidrolik press 10 kgfcm
2
kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 105°C selama 5 jam −
Kemudian dikarakterisasi kalor bakar dan kuat tekan
3.4. Pengujian sebelum menjadi briket
3.4.1. Prosedur Pengukuran Kadar Air - Crucible tertutup dipanaskan dalam oven pada suhu 145°C-145°C selama 1
jam,didinginkan dalam desikator dan ditimbang hingga berat konstan
Universitas Sumatera Utara
- Ke dalam cawan ditimbang 5 ± 0,1 gr arang dan dipanaskan pada suhu 145°C
selama 3 jam, didinginkan dalam desikator dan ditimbang hingga berat konstan
3.4.2. Prosedur Pengukuran Kadar Abu
- Crucible tertutup dipanaskan pada suhu 650°C selama 1 jam, didinginkan dalam desikator dan ditimbang hingga berat konstan
- Ke dalam crucible ditimbang 2 ± 0,1 gr arang yang telah diukur kadar airnya
- Diabukan pada suhu 650°C selama 3 jam, didinginkan dalam desikator dan ditimbang
hingga berat konstan.
3.4.3. Prosedur Pengukuran Kadar Volatil
- Crucible dipanaskan pada suhu 90°C selama 1 jam, didinginkan dalam desikator kemudian ditimbang hingga berat konstan.
- Ke dalam crucible ditimbang 2 ± 0,1 gr arang dan dipanaskan pada suhu 80°C
selama 1 jam, didinginkan dalam desikator dan ditimbang hingga berat konstan.
3.4.4. Prosedur Daya Serap Arang terhadap I
2
− Ditimbang arang sebanyak 0,5 gr kemudian dimaasukkan ke dalam erlenmeyer kemudian
ditambanhkan dengan 25 ml kalium iodida lalu diaduk rata selama ± 30 menit −
Disaring lalu dipipet sebanyak 10 ml kemudian dititrasi dengan larutan natrium tiosulfat −
Diukur volume natrium tiosulfat yang dipakai −
Dilakukan juga terhadap larutan blanko dan arang yang diimpregnasi dengan variasi konsentrasi 0,1-1,0
3.4.5. Foto SEM dan FT-IR
Universitas Sumatera Utara
Setelah diperoleh serbuk karbon yang berukuran 100 mesh maka dilakukan
analisa mikrostruktur dengan foto SEM dan FTIR untuk memperoleh informasi serbuk karbon sebelum diimpregnasi, selanjutnya dilakukan impregnasi terhadap serbuk karbon
dengan variasi konsentrasi dan dilakukan perhitungan daya serap karbon terhadap larutan Iodin dan diperoleh daya serap maksimun pada konsentrasi tertentu, pada konsentrasi ini juga
akan menghasilkan nilai kalor bakar yang maksimum dan sampel tersebut di foto SEM dan FTIR agar dapat dibandingkan dengan foto SEM dan FTIR yang sebelumnya.
3.5. Pengujian sesudah menjadi briket
3.5.1. Prosedur Pengukuran Kalor Bakar
−
Briket arang ditimbang dengan neraca analitik sebanyak 0,15 g
−
Dimasukkan arang ke dalam cawan silika
− Disiapkan kawat untuk penyala yang telah digulung kemudian dipasang ujungnya dengan
batang-batang penyala yang terpasang pada penutup bom
− Bagian kawat lain disentuhkan pada bagian briket arang yang diuji dan ditutup denag
rapat setelah ring O dipasang
−
Diisi tabung bom dengan oksigen perlahan-lahan sampai tekanan 30 atm
−
Dimasukkan tabung bom ke dalam kalorimeter yang telah diisi air sebanyak 1250 ml
−
Ditutup kalorimeter dengan penutupnya dan alat pengaduknya
− Dihidupkan elektrometer dan kemudian tombol alat pengaduk air pendingin selama 5
menit sebelum penyalaan dilakukan lalu dicatat temperatur air setelah temperaturnya
stabil
−
Kemudian kawat dinyalakan dengan menekan tombol yang paling kanan
− Air pendingin terus diaduk kemudian dicatat temperatur akhir pendingin setelah 5 menit
penyalaan berlangsung kemudian dimatikan elektromotor
−
Hasil pengujian adalah rata-rata dari tiga kali hasil pengukuran
Universitas Sumatera Utara
3.5.2. Prosedur Pengukuran Kuat Tekan
−
Disiapkan briket arang dengan ukuran 7cm x 1,5cm x 1,5cm panjang x lebar x tebal
− Kemudian diletakkan pada penyangga dengan jarak tumpu 7 cm dan diberi beban 100 kgf
dengan kecepatan 100 mmmenit
− Dicatat data yang tertera pada layar monitor display pada saat briket arang patah
3.6. Bagan Penelitian 3.6.1. Diagram Alir Pembuatan Arang
Dibersihkan Dikeringkan di bawah sinar matahari selama 3 hari
Ditimbang ± 1kg Dimasukkan ke dalam wadah silinder
Dikarbonisasi 600-700°C
Digiling sampai halus
Diayak dengan ayakan 40 sd 60 mesh
Dicuci dengan aquades Dikeringkan pada 125 °C selama 6 jam
Foto SEM FTIR
Tempurung Kelapa Kering
Arang
Serbuk Arang
Serbuk Arang 100 mesh
Hasil Tempurung Kelapa
Universitas Sumatera Utara
3.6.2. Diagram Alir Impregnasi NaCl
Dibagi menjadi 10 bagian, masing-masing bagia0n 5 gr Direndam dengan larutan NaCl 0.1-1 selama 1 hari
Disaring Dicuci dengan aquades
Ditiriskan
Dikeringkan dalam oven 125°C selama 4 jam Diayak dengan ayakan 40sd 60 mesh
Dipanaskan pada tanur 400°C selama 4 jam Diuji
Serbuk Arang 100 h
Serbuk Arang yang telah dii
i
Serbuk Arang yang telah dii
i
- Kadar Air
- Kadar Abu
- Kadar Volatil
- Adsorbsi I
2
- SEM
- FTIR
HASIL
Universitas Sumatera Utara
BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
Dari hasil penelitian yang dilakukan, maka diperoleh hasil nilai kalor bakar, kuat tekan, kadar air, kadar abu, kadar karbon, kadar volatil, dan absorbsi I
2
dengan menggunakan variasi konsentrasi bahan pengimpreg NaCl 0,1 sd 1,0 dan hal ini dapat dilihat pada daftar lampiran
1.
Bahan pengimpreg mempunyai pengaruh yang tinggi terhadap sifat mekanik tetapi dalam konsentrasi tertentu dapat menurunkan nilai kalor bakar, hal ini dapat dilihat dengan
membandingkan nilai kalor bakar arang tempurung kelapa tanpa bahan pengimpreg dengan nilai kalor bakar arang tempurung kelapa dengan menggunakan bahan pengimpreg NaCl dengan
konsentrasi 0,2 berdasarkan standar kualitas briket arang pada lampiran 5, maka hasil briket arang yang terbaik untuk nilai kalor bakarnya adalah dengan impregnasi NaCl dengan
konsentrasi 0,2 .
Ukuran partikel arang pada umumnya juga berpengaruh terhadap sifat fisis dan mekanik briket arang, menurut Suganal 1992 kekuatan briket arang sangat ditentukan oleh ukuran
partikel, yang mana ukuran partikel terlalu halus akan mengakibatkan kekuatan briket arang akan menurun, karena akan diperoleh luas permukaan yang semakin besar sehingga membutuhkan
bahan pengikat dalam jumlah yang lebih besar yang mana hal ini dapat menyebabkan turunnya kualitas briket arang tersebut, sesuai dengan Balitbang Kehutanan 1994 yaitu pencampuran
serbuk arang yang lebih halus dari 40 mesh dapat dilakukan asal proporsinya tidak lebih dari 30 volume. Ukuran partikel arang yang ideal untuk pembuatan briket arang adalah 20 sd 40
mesh Suganal, 1992, maka peneliti menggunakan ukuran pertikel arang 40 - 60 mesh. Kuat tekan briket arang sangat penting diperhatikan untuk menjaga kualitasnya agar tidak
rusak pada saat pengemasan, pengangkutan dan pemasaran, karena briket arang yang
Universitas Sumatera Utara
mempunyai kuat tekan yang baik akan menunjukkan bahwa briket arang tersebut tidak mudah pecah dan tahan lama.
4.2 Pembahasan 4.2.1. Kadar air, kadar abu, kadar volátil, kadar karbon