14
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN
Penelitian dilakukan di Laboratorium Proses Industri Kimia Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Medan.
3.2 BAHAN DAN PERALATAN
3.2.1 Bahan Penelitian
1. Pada penelitian ini bahan utama yang digunakan adalah pelepah aren Arenga
pinnata sebagai bahan baku
3.2.2 Peralatan Penelitian
Peralatan utama yang digunakan pada penelitian ini antara lain: 1.
Furnace 2.
Timbangan 3.
Oven 4.
Cawan porselen 5.
Desikator
3.3 PROSEDUR PENELITIAN
3.3.1 Persiapan Bahan Baku
Tahap ini bertujuan untuk mempersiapkan bahan-bahan yang akan digunakan dalam percobaan sehingga mempunyai bentuk yang seragam dan dapat
dengan mudah digunakan dalam tahapan selanjutnya. Adapun tahap persiapan bahan baku dipotong menjadi ukuran yang lebih
kecil dan dikeringkan dibawah sinar matahari sampai kering [4].
15
3.3.2 Tahap Pengarangan
Tahap ini bertujuan untuk mengubah pelepah aren menjadi arang yang digunakan pada tahap selanjutnya.
Sampel pelepah aren yang telah dikeringkan, ditimbang sebanyak 50 gram dan dimasukkan dengan furnace. Waktu dan suhu karbonisasi diatur sesuai
dengan rancangan variabel penelitian yang berjumlah sebanyak 18 run
Tabel 3.1 Rancangan Variabel Penelitian
Nama Suhu
o
C Waktu menit
Run 1 300
60 Run 2
90 Run 3
120 Run 4
350 60
Run 5 90
Run 6 120
Run 7 400
60 Run 8
90 Run 9
120 Run 10
450 60
Run 11 90
Run 12 120
Run 13 500
60 Run 14
90 Run 15
120
3.3.3 Tahap Analisa 3.3.3.1 Analisa Kadar Air
Penentuan kadar air menggunakan alat moisture analyzer yang terdapat di laboratoratium Proses Industri Kimia
3.3.3.2 Analisa Kadar Abu
Cawan kosong dipanaskan dalam oven didinginkan dalam desikator selama 30 menit dan ditimbang beratnya. Sampel ditimbang sebanyak 5 gram, dan
diletakkan dalam cawan, kemudian dimasukkan dalam furnace. Pengabuan dilakukan dalam dua tahap yaitu pada suhu 550
o
C, pengabuan dilakukan sekitar 3
16
jam. Cawan kemudian didiinginkan dalam desikator, setelah dingin cawan kemudian ditimbang [30]. Persentase kadar abu dapat dihitung dengan rumus:
100 x
w w
w w
abu Kadar
1 2
1 3
[30] Dimana : W
1
= Berat Cawan Kosong gram W
2
= Berat Cawan Kosong + Sampel gram W
3
= Berat Cawan Kosong + Abu gram
3.3.3.3 Analisa Kadar Bahan Volatil
Sampel ditimbang sebanyak 5 gram, dan diletakkan dalam cawan, kemudian dimasukkan dalam furnace. Pembakaran dilakukan dalam
dua tahap yaitu pada suhu 990
o
C, dan sekitar 7 menit. Cawan petri kemudian didinginkan didalam desikator dan ditimbang
100 x
w w
w w
w w
menguap mudah
zat Kadar
1 2
1 3
1 2
[30]
Dimana : W
1
= Berat Cawan Kosong gram W
2
= Berat Cawan Kosong + Sampel gram W
3
= Berat Cawan Kosong + Residu gram
3.3.3.4 Analisa Kadar Karbon Terikat Fixed Carbon
Analisa kadar karbon terikat dilakukan dengan menggunakan persamaan berikut :
FC + VCM + Kadar air + Kadar abu = 100 FC = 100 - VCM - Kadar air - Kadar abu [29].
17
3.3.3.5 Analisa Nilai Kalor
Analisa nilai kalor ditentukan dengan menggunakan Calorimeter Combustion Bomb. Prosedurnya sebagai berikut :
- Sebanyak + 1 gram briket ditimbang, kemudian dimasukkan ke dalam
cawan kwarsa lalu kedua katup bomb dihubungkan dengan kawat NiCr. -
Kedua kawat pada bomb dicuci dengan + 10 ml air suling. -
Hubungan kawat pada bomb diperiksa dengan stop kontak, bomb dinyalakan dengan menekan tombol “ test bomb”.
- Bomb diisi dengan oksigen sampai tekanan 30 atm dan bomb dimasukkan
ke dalam vessel yang sudah diisi dengan 2 liter air lalu tombol bomb ditekan sampai lampu “Ready to fire” menyala.
- Aliran listrik heater dijalankan dan sampai lampu dan amperemeter dari
heater berjalan secara otomatis suhu vessel dan jaket sama. - Suhu awal To dibaca hingga konstan.
- Tombol fire ditekan hingga lampu menjadi mati Lampu Ready to Fire mati, tunggu selama 10 menit serta baca suhu Ta hingga konstan.
- Heater listrik dimatikan dan bomb diangkat dengan hati-hati, kemudian gas dikeluarkan serta cairan dari bomb dibilas dengan larutan Barium
Hidroksida 0,1 N dengan indikator phenol pthalein. - Na
2
CO
3
0,1 N ditambahkan sampai terbentuk endapan dimana endapan yang terbentuk disaring dan sisa Na
2
CO
3
dititer dengan HCl 0,1 N [30].
18
3.4 FLOWCHART PENELITIAN 3.4.1 Persiapan Bahan Baku
Gambar 3.1 Flowchart Persiapan Bahan Baku
3.4.2 Tahap Pengarangan
Gambar 3.2 Flowchart Tahap Pengarangan Mulai
Pelepah aren dipotong menjadi ukuran yang lebih kecil Dikeringkan dibawah sinar matahari sampai kering
Selesai
Mulai Dimasukkan pelepah aren kedalam cawan petri sebanyak 50
gram lalu cawan dimasukkan dalam furnace dengan suhu dan waktu sesuai dengan rancangan
Dimasukkan cawan petri kedalam desikator selama 30 menit Selesai
19
3.5 FLOWCHART ANALISA
3.5.1 Analisa Kadar Air
Gambar 3.3 Flowchart Analisa Kadar Air
3.5.2 Analisa Kadar Abu
Gambar 3.4 Flowchart Analisa Kadar Abu Mulai
Sampel ditimbang sebanyak 5 gram Sampel dimasukkan ke dalam cawan petri
Sampel dipanaskan dalam furnace hingga suhu 550
o
C selama 3 jam
Selesai Cawan petri didinginkan dalam desikator
selama 30 menit lalu ditimbang Mulai
Sampel ditimbang sebanyak 5 gram Sampel dimasukkan ke dalam moisture analyzer
Diatur suhu menjadi 105 C dan waktu 15 menit
Kadar air pada moisture analyzer dicatat pada saat menit ke 15 Selesai
Mulai Sampel ditimbang sebanyak 5 gram
Sampel dimasukkan ke dalam moisture analyzer Mulai
Sampel ditimbang sebanyak 5 gram
Diatur suhu menjadi 105 C dan waktu 15 menit
Kadar air pada moisture analyzer dicatat pada saat menit ke 15 Sampel dimasukkan ke dalam moisture analyzer
Mulai Sampel ditimbang sebanyak 5 gram
Selesai Diatur suhu menjadi 105
C dan waktu 15 menit Kadar air pada moisture analyzer dicatat pada saat menit ke 15
Sampel dimasukkan ke dalam moisture analyzer Mulai
Sampel ditimbang sebanyak 5 gram
20
3.5.3 Analisa Kadar Volatil
Gambar 3.5 Flowchart Analisa Kadar Abu Mulai
Sampel ditimbang sebanyak 5 gram Sampel dimasukkan ke dalam cawan petri
Sampel dipanaskan dalam furnace hingga suhu 990
o
C selama 7 menit Cawan petri didinginkan dalam desikator
selama 30 menit lalu ditimbang Selesai
21
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 HASIL ANALISIS BIOARANG PELEPAH AREN
Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan bahan baku berupa pelepah
aren yang diambil langsung dari pohon aren.
Berikut adalah hasil analisis yang menunjukkan karakterisasi dari bioarang pelepah aren
Tabel 4.1 Hasil Analisis Karbonisasi Bioarang Pelepah Aren
Suhu C
Waktu menit
Nilai Kalor
kalg Kadar
Air Kadar
Abu Kadar
Zat Volatil
Kadar Karbon
Terikat
300 60
3163,3193 6,80
5,6 31,4
56,2 90
4393,4990 6,32
6,8 28,4
58,5 120
6150,8986 6,21
7,0 23,4
63,4
350 60
5096,4588 6,11
7,2 20,6
66,1 90
7029,5984 6,03
8,2 18,4
67,4 120
8611,2581 5,87
8,6 17,4
68,1
400 60
5447,9388 5,73
11,4 17,0
65,9 90
6150,8986 5,65
12,0 16,2
66,1 120
6502,3785 5,53
12,2 15,4
66,9
450 60
4569,2390 5,51
12,4 14,8
67,3 90
4217,7590 5,45
13,6 14,6
66,3 120
4042,0191 5,31
14,8 14,2
65,7
500 60
4569,2390 5,27
15,2 14,0
65,5 90
4042,0191 5,01
17,2 13,0
64,8 120
3690,5391 4,89
19,8 11,8
63,5
22
4.2 PENGARUH SUHU DAN WAKTU KARBONISASI TERHADAP
KARAKTERISTIK BIOARANG PELEPAH AREN 4.2.1 Pengaruh Suhu dan Waktu Karbonisasi terhadap Kadar Air
Berikut merupakan grafik pengaruh suhu dan waktu karbonisasi terhadap kadar air yang merupakan hasil daripada penelitian ini.
Gambar 4.1 Pengaruh Suhu dan Waktu Karbonisasi terhadap Kadar Air pada Bioarang Pelepah Aren
Kadar air adalah jumlah air yang terkandung didalam suatu material [31]. Kadar air berbanding terbalik dengan nilai kalor sehingga penurunan kadar air
akan menyebabkan kenaikan nilai kalor [32]. Namun hal ini tidak berarti bahwa terdapat hubungan linear karena ada faktor lain yang menentukan nilai kalor yaitu
kadar abu, kadar bahan volatil dan kadar karbon terikat [30]. Dari gambar 4.1 dapat dilihat bahwa kadar air cenderung berkurang seiring
dengan bertambahnya waktu karbonisasi untuk suhu 300, 350, 400, 450 dan 500 C. Hal ini sesuai dengan teori dimana semakin lama waktu karbonisasi maka
kadar air akan semakin berkurang [11]. Semakin lama waktu karbonisasi maka pori - pori dari arang akan semakin terbuka mengakibatkan lepasnya kadar air
yang terdapat didalam bahan [33]
4.0 4.5
5.0 5.5
6.0 6.5
7.0 7.5
8.0
45 60
75 90
105 120
135 150
K adar
A ir
Waktu menit
T = 300 C T = 350 C
T = 400 C T = 450 C
T = 500 C
23
Menurut Smisek dan Cerny 1970, kadar air yang terkandung didalam arang adalah tidak lebih dari 15 [27]. Hasil percobaan yang diperoleh
menunjukkan bahwa kadar air yang diperoleh telah sesuai dengan standar untuk setiap run percobaan.
4.2.2 Pengaruh Suhu dan Waktu Karbonisasi terhadap Kadar Abu
Berikut merupakan grafik pengaruh suhu dan waktu karbonisasi terhadap
kadar abu yang merupakan hasil daripada penelitian ini.
Gambar 4.2 Pengaruh Waktu dan Suhu Karbonisasi terhadap Kadar Abu pada Bioarang Pelepah Aren
Abu adalah zat - zat anorganik yang berupa logam ataupun mineral yang merupakan sisa hasil pembakaran [34]. Semakin rendah kadar abu maka kualitas
arang yang dihasilkan semakin bagus [26]. Namun hal ini tidak berarti bahwa terdapat hubungan linear karena ada faktor lain yang menentukan nilai kalor yaitu
kadar air, kadar bahan volatil dan kadar karbon terikat [30].
2 4
6 8
10 12
14 16
18 20
22 24
26 28
30
45 60
75 90
105 120
135 150
K ad
ar Abu
Waktu menit
T = 300 C T = 350 C
T = 400 C T = 450 C
T = 500 C
24
Dari gambar 4.2 dapat dilihat bahwa kadar abu bertambah seiring dengan bertambahnya waktu karbonisasi untuk suhu 300, 350, 400, 450 dan 500
C. Hal ini sesuai dengan teori dimana semakin lama waktu karbonisasi maka kadar abu
akan semakin meningkat karena karbon akan habis terbakar dan menyisakan abu yang merupakan hasil sisa pembakaran [23]. Keberadaan abu yang berlebihan
dapat menyebabkan terjadinya penyumbatan pori - pori pada arang sehingga luas permukaan arang menjadi berkurang [35].
Menurut Smisek dan Cerny 1970, kadar abu yang terkandung didalam arang adalah tidak lebih dari 5 [27]. Hasil percobaan yang diperoleh
menunjukkan bahwa kadar abu yang diperoleh tidak sesuai dengan standar untuk semua run percobaan.
25
4.2.3 Pengaruh Suhu dan Waktu Karbonisasi terhadap Kadar Zat Mudah Menguap
Berikut merupakan grafik pengaruh suhu dan waktu karbonisasi terhadap
kadar zat mudah menguap yang merupakan hasil daripada penelitian ini.
Gambar 4.3 Pengaruh Waktu dan Suhu Karbonisasi terhadap Kadar Zat Mudah Menguap pada Bioarang Pelepah Aren
Kadar zat mudah menguap atau volatile matter berhubungan dengan kecepatan pembakaran dimana benda tersebut akan lebih mudah terbakar dan
cepat terbakar habis [36]. Dari gambar 4.3 dapat dilihat bahwa kadar zat mudah menguap berkurang
seiring dengan bertambahnya waktu karbonisasi untuk suhu 300, 350, 400, 450 dan 500
C. Hal ini sesuai dengan teori dimana semakin lama waktu karbonisasi maka kadar zat mudah menguap akan semakin berkurang [11]. Kadar zat mudah
menguap berhubungan terbalik dengan pembakaran dimana bila kadar zat mudah menguap semakin besar maka lama pembakaran akan semakin kecil namun waktu
penyalaan api akan semakin singkat [36].
10 12
14 16
18 20
22 24
26 28
30 32
34 36
38 40
45 60
75 90
105 120
135 150
K ad
ar Z
at M
u d
ah M
e n
gu ap
Waktu menit
T = 300 C T = 350 C
T = 400 C T = 450 C
T = 500 C
26
Berdasarkan Ensiklopedia Nasional Indonesia, kadar abu yang terkandung didalam arang adalah 10 - 18 [20]. Hasil percobaan yang diperoleh
menunjukkan bahwa kadar zat mudah menguap yang diperoleh tidak sesuai untuk run percobaan 1 - 5 dimana kadar zat mudah menguap yang diperoleh melebihi
standar maksimum yaitu 18. Hal ini bukanlah sebuah masalah karena menurut Wahyu, dkk. 2013 kadar zat mudah menguap berhubungan dengan laju
pembakaran dimana apabila semakin besar maka akan lebih mudah terbakar namun akan berpengaruh pada kadar karbon terikat [36]
4.2.4 Pengaruh Suhu dan Waktu Karbonisasi terhadap Kadar Karbon Terikat
Berikut merupakan grafik pengaruh suhu dan waktu karbonisasi terhadap
kadar karbon terikat yang merupakan hasil daripada penelitian ini.
Gambar 4.4 Pengaruh Waktu dan Suhu Karbonisasi terhadap Kadar Karbon Terikat pada Bioarang Pelepah Aren
Kadar karbon merupakan jumlah karbon murni yang terkandung di dalam arang. Suhu yang semakin tinggi pada proses karbonisasi sangat berpengaruh pada
kualitas dari arang, termasuk kadar karbon [11]. Pada suhu tinggi, kadar air dan
50 52
54 56
58 60
62 64
66 68
70
45 60
75 90
105 120
135 150
K ad
ar K
ar b
o n
T e
r ik
at
Waktu menit
T = 300 C T = 350 C
T = 400 C T = 450 C
T = 500 C
27
kadar volatil cenderung akan turun sehingga kadar karbon akan semakin tinggi dan kualitas arang yang dihasilkan semakin baik.
Dari gambar 4.4 dapat dilihat bahwa kadar karbon bertambah seiring dengan bertambahnya waktu karbonisasi untuk suhu 300, 350 dan 400
C. Hal ini sesuai dengan teori dimana pada suhu tinggi , kadar air dan kadar volatil
cenderung berkurang sehingga kadar fixed carbon akan semakin tinggi yang merupakan penghasil panas utama [11] [36]. Pada suhu 450 dan 500
C, kadar karbon mengalami penurunan. Hal ini disebabkan karena pada suhu yang terlalu
tinggi, proses karbonisasi cenderung merusak dinding - dinding pori karbon sehingga karbon yang terbentuk semakin sedikit [37].
Berdasarkan Ensiklopedia Nasional Indonesia, kadar karbon yang terkandung didalam arang adalah 80 - 90 [20]. Hasil percobaan yang diperoleh
menunjukkan bahwa kadar karbon yang diperoleh tidak sesuai untuk semua run percobaan karena memiliki kadar karbon dibawah 80 . Hal ini disebabkan
karena kadar zat volatil dan kadar zat abu yang terlalu tinggi sehingga kadar karbon terikat semakin turun jumlahnya, dimana terdapat hubungan antara kadar
air, kadar abu, kadar zat volatil dan kadar karbon terikat yang dijelaskan dengan persamaan :
Kadar Karbon = 100 - Kadar Volatil – Kadar Air – Kadar Abu [30]
Berdasarkan persamaan diatas maka dapat disimpulkan bahwa semakin kecil kadar volatil, kadar air dan kadar abu , maka kadar karbon akan semakin tinggi
28
4.2.5 Pengaruh Suhu dan Waktu Karbonisasi terhadap Nilai Kalor Bioarang Pelepah Aren
Berikut merupakan grafik pengaruh suhu dan waktu karbonisasi terhadap kadar karbon terikat yang merupakan hasil daripada penelitian ini
Gambar 4.5 Pengaruh Suhu Karbonisasi terhadap Nilai Kalor pada Bioarang Pelepah Aren
Nilai kalor adalah nilai yang menyatakan jumlah panas yang terkandung pada suatu bahan bakar. Nilai kalor merupakan kualitas utama untuk sebuah
bahan bakar [38]. Analisa nilai kalor dilakukan dengan menggunakan bomb calorimeter
Dari gambar 4.5 dapat dilihat bahwa nilai kalor bertambah seiring dengan bertambahnya waktu karbonisasi untuk suhu 300, 350 dan 400
C. Hal ini sesuai dengan teori dimana pada suhu tinggi dan waktu pemanasan yang lama proses
karbonisasi cenderung merusak dinding - dinding pori karbon sehingga karbon yang terbentuk semakin sedikit [37]. Jika karbon rusak maka nilai kalor juga akan
semakin menurun karena kadar karbon berbanding lurus dengan nilai kalor yang dihasilkan [38].
2,000 2,500
3,000 3,500
4,000 4,500
5,000 5,500
6,000 6,500
7,000 7,500
8,000 8,500
9,000
250 350
450 550
N il
ai K
al o
r k
al g
Suhu Celcius
t = 60 menit t = 90 menit
t = 120 menit
29
Berdasarkan Ensiklopedia Nasional Indonesia, nilai kalor minimum yang disarankan terkandung didalam arang adalah 6926,53 kalg
C [20]. Hasil percobaan yang diperoleh menunjukkan bahwa nilai kalor yang sesuai dengan
kriteria hanya terdapat pada suhu 350 C dengan waktu karbonisasi 90 dan 120
menit yang memiliki nilai kalor 7029, 5984 dan 8611,2581 kalg C.
4.3 PENGARUH KARAKTERISTIK BIOARANG TERHADAP NILAI
KALOR BIOARANG PELEPAH AREN 4.3.1 Pengaruh Kadar Air Terhadap Kadar Karbon Terikat
Berikut merupakan grafik pengaruh kadar air terhadap kadar karbon terikat yang merupakan hasil daripada penelitian ini
Gambar 4.6 Pengaruh Kadar Air terhadap Kadar Karbon Terikat pada Bioarang Pelepah Aren
Kadar air adalah jumlah air yang terkandung didalam suatu material [31]. Kadar air berbanding terbalik dengan nilai kalor sehingga penurunan kadar air
akan menyebabkan kenaikan nilai kalor [32]. Dari gambar 4.7 dapat dilihat bahwa pada semakin rendah kadar air maka
kadar karbon yang dihasilkan akan semakin tinggi. Hal ini sesuai dengan teori
50.0 52.0
54.0 56.0
58.0 60.0
62.0 64.0
66.0 68.0
70.0
4 4.5
5 5.5
6 6.5
7 7.5
8
Kadar air
K ad
ar K
ar b
on
Kadar Air
30
dimana Kadar karbon merupakan pengurangan jumlah terhadap kadar air, kadar abu dan kadar volatil yang terkandung didalam arang [30].
Penurunan yang terlihat pada grafik disebabkan karena pertambahan kadar air yang juga seiring dengan pertambahan kadar abu maupun kadar volatil pada
bahan yang saling berhubungan satu sama lain tergantung pada suhu maupun waktu karbonisasi bahan tersebut.
4.3.2 Pengaruh Kadar Abu Terhadap Kadar Karbon Terikat
Berikut merupakan grafik pengaruh kadar abu terhadap kadar karbon terikat yang merupakan hasil daripada penelitian ini
Gambar 4.7 Pengaruh Kadar Abu terhadap Kadar Karbon Terikat pada Bioarang Pelepah Aren
Abu adalah zat - zat anorganik yang berupa logam ataupun mineral yang merupakan sisa hasil pembakaran [34]. Semakin rendah kadar abu maka kualitas
briket yang dihasilkan semakin bagus [26]. Dari gambar 4.8 dapat dilihat bahwa pada semakin rendah kadar abu maka
kadar karbon yang dihasilkan akan semakin rendah dan semakin tinggi kadar abu maka kecenderungan kadar karbon untuk meningkat. Hal ini tidak sesuai dengan
50.0 52.0
54.0 56.0
58.0 60.0
62.0 64.0
66.0 68.0
70.0
5 6
7 8
9 10
11 12
13 14
15 16
17 18
19 20
Kadar abu
K ad
ar K
ar b
on
Kadar Abu
31
teori dimana Kadar karbon akan menurun jika terjadi penambahan kadar abu karena kadar karbon merupakan pengurangan jumlah terhadap kadar air, kadar
abu dan kadar volatil yang terkandung didalam arang [30]. Penyimpangan ini terjadi karena pada saat karbonisasi dengan suhu dan
waktu yang lebih tinggi, terjadi penurunan kadar air dan kadar volatil yang menyebabkan penambahan daripada kadar karbon itu sendiri sehingga jika diliat
secara terpisah melalu hubungan antara kadar abu dan kadar karbon, maka hal ini terlihat seperti penyimpangan dimana seharusnya semakin kekanan atau semakin
besar kadar abu, kadar karbon seharusnya menurun .
4.3.3 Pengaruh Kadar Bahan Volatil Terhadap Kadar Karbon Terikat
Berikut merupakan grafik pengaruh kadar Bahan Volatil terhadap kadar karbon terikat yang merupakan hasil daripada penelitian ini
Gambar 4.8 Pengaruh Kadar Bahan Volatil terhadap Kadar Karbon Terikat pada Bioarang Pelepah Aren
Kadar zat mudah menguap atau volatile matter berhubungan dengan kecepatan pembakaran dimana benda tersebut akan lebih mudah terbakar dan
cepat terbakar habis [36]
50.0 52.0
54.0 56.0
58.0 60.0
62.0 64.0
66.0 68.0
70.0
10 15
20 25
30 35
Kadar volatil
K ad
ar K
ar b
on
Kadar Bahan Volatil
32
Dari gambar 4.9 dapat dilihat bahwa pada semakin rendah kadar bahan volatil maka kadar karbon akan semakin tinggi dan semakin tinggi kadar bahan
volatil maka kadar karbon akan semakin rendah, hal ini memunculkan kecenderungan penuruan pada grafik yang didapat. Hal ini sesuai dengan teori
dimana kadar karbon merupakan pengurangan jumlah terhadap kadar air, kadar abu dan kadar volatil yang terkandung didalam arang [30].
Jadi semakin rendah kadar bahan volatil maka kadar karbon akan semakin bertambah dan juga sebaliknya.
4.3.4 Pengaruh Kadar Karbon Terikat Terhadap Nilai Kalor
Berikut merupakan grafik pengaruh kadar karbon terikat terhadap kadar nilai kalor yang merupakan hasil daripada penelitian ini
Gambar 4.9 Pengaruh Kadar Karbon Terikat terhadap Nilai Kalor Bioarang Pelepah Aren
Nilai kalor adalah nilai yang menyatakan jumlah panas yang terkandung pada suatu bahan bakar. Nilai kalor merupakan kualitas utama untuk sebuah
bahan bakar [38]. Analisa nilai kalor dilakukan dengan menggunakan bomb calorimeter
2500 3500
4500 5500
6500 7500
8500 9500
50.0 55.0
60.0 65.0
70.0 75.0
80.0 T = 300 C
T = 350 C T = 400 C
T = 450 C T = 500 C
N il
ai K
al o
r K
al g
Kadar Karbon Terikat
33
Pada gambar 4.9 dapat dilihat bahwa hubungan kadar karbon terhadap nilai kalor berbanding lurus dimana bila kadar karbon mengalami kenaikan maka
nilai kador juga akan semakin tinggi dan juga sebaliknya. Menurut teori Jika karbon rusak maka nilai kalor juga akan semakin menurun karena kadar karbon
berbanding lurus dengan nilai kalor yang dihasilkan [38]. Pada suhu 450 dan 500
C terdapat penyimpangan dimana nilai karbon justru mengalami penurunan seiring dengan bertambahnya suhu dan waktu
karbonisasi, hal ini disebabkan karena pada suhu tinggi dan waktu pemanasan yang lama proses karbonisasi cenderung merusak dinding - dinding pori karbon
sehingga karbon yang terbentuk semakin sedikit [37].
34
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 KESIMPULAN
Adapun kesimpulan yang dapat diambil dari penelitian yang telah dilakukan adalah :
1. Semakin lama waktu karbonisasi dan semakin tinggi suhu maka kadar air dan
kadar zat volatil akan semakin berkurang, namun hal ini akan berlaku sebaliknya untuk kadar abu.
2. Nilai kalor berbanding lurus dengan kadar karbon terikat, semakin besar kadar
karbon terikat maka nilai kalor akan semakin tinggi dan sebaliknya 3.
Kadar karbon dipengaruhi oleh kadar air, kadar abu dan kadar zat mudah menguap , apabila ketiganya terdapat dalam jumlah yang kecil maka kadar
karbon akan semakin besar dan sebaliknya 4.
Berdasarkan analisa yang telah dilakukan maka kondisi dengan nilai kalor tertinggi adalah pada suhu 350
C dengan waktu 120 menit dimana didapat rendemen sebesar 67,9 kadar air sebesar 5,87 , kadar abu sebesar 8,6 ,
kadar zat volatil sebesar 17,4 , kadar karbon terikat 68,1 dan nilai kalor sebesar 8611,2581 kalg
5.2 SARAN
Adapun saran yang dapat diberikan dari penelitian yang telah dilakukan adalah untuk penelitian selanjutnya sebaiknya dirubah variabel waktu dengan
interval yang lebih kecil yaitu pada suhu 350 C dengan waktu antara 90-150
menit dengan interval 10 menit karena pada percobaan ini didapat kondisi dengan nilai kalor tertinggi berada diantara waktu tersebut
35
DAFTAR PUSTAKA
[1] Murniati, Rini. “Karakterisasi Biodiesel dari Minyak Jelantah Hasil
Fisisorpsi Zeolit Alam Teraktivasi”. Skripsi, Jurusan Fisika, Fakultas Matematikan dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Andalas. 2011
[2] Darmawan, Ferry Indra dan I Wayan Susila. “Proses Produksi Biodiesel
dari Minyak Jelantah dengan Metode Pencucian Dry - Wash System ”.
Jurnal Teknik Mesin, Vol 2, No. 1,: 80 - 87. 2013. [3]
Karno, Waryono., Ego Syahrial., Atena Falahti., Aang Darmawan dan Arifin Togar Napitupulu. “Kajian Indonesia Energy Outlook”. Pusat Data
dan Informasi Energi dan Sumber Daya Mineral. Kementerian Energi dan Sumber Daya Mineral. 2012.
[4] Suryamin, Armida S. Alisjahbana dan Jose Ferraris. “Proyeksi Penduduk
Indonesia” 2010-2035. ISBN : 978-979-064-606-3. Badan Pusat Statistik Indonesia. 2013
[5] Effendy, Dedi Soleh. “Prospek Pengembangan Tanaman Aren Arenga
pinnata Merr Mendukung Kebutuhan Bioetanol Indonesia”. Perspektif, Vol 9, No. 1,: 36 - 46, ISSN : 1412 - 8004. 2010.
[6] Lempang, Mody. “Pohon Aren dan Manfaat Produksinya”. Info Teknis
EBONI, Vol. 9, No. 1,: 37-54. 2012. [7]
Iswanto, Apri Heri. “Aren Arenga pinnata”. Karya Tulis Ilmiah,
Departemen Kehutanan, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara. 2009
[8] Badan
Koordinasi Penanaman
Modal .
“Komoditi Aren
”. http:regionalinvestment.bkpm.go.idnewsipidcommodity.php?ic=441.
Diakses pada 16 April 2015 [9]
Yudanto, Angga dan Kartika Kusumaning rum. “Pembuatan Briket
Bioarang dari Arang Serbuk Gergaji Kayu Jati”. Jurusan Teknik Kimia,
Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro. 2009. [10]
Fachry, A. Rasyidi., Sari, Tuti Indah., Dipura, Arco Yudha dan Jasril Najamudin.
“Teknik Pembuatan Briket Campuran Eceng Gondok dan Batubara sebagai Bahan Bakar Alternatif bagi Masyarakat Pedesaan”.
ISBN:978-979-95620-6-7. Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya. 2010
[11] Siahaan Satriyani, Melvha Hutapea dan Rosdanelli Hasibuan, “Penentuan
Kondisi Optimum Suhu dan Waktu Karbonisasi pada Pembuatan Arang dari Sekam Padi, Jurnal Teknik Kimia USU, 21 2013 : hal. 26-30.
36
[12] Tirono, M. dan Ali Sabit. “Efek Suhu pada Proses Pengarangan terhadap
Nilai Kalor Arang Tempurung Kelapa Coconut Shell Charcoal ”. Jurnal
Neutrino. No. 2, Vol. 2. 2011 [13]
Fauziah, Nailul. “Pembuatan Arang Aktif secara Langsung dari Kulit Acacia mangium Wild dengan Aktivasi Fisika dan Aplikasinya Sebagai
Adsorben”.Skripsi.Departemen Hasil Kehutanan. Fakultas Kehutanan. Insitut Pertanian Bogor. 2011
[14] Hartanto, Feri Puji dan Fathul Alim. “Optimasi Kondisi Pirolisis Sekam
padi Untuk Menghasilkan Bahan Bakar Briket Bioarang Sebagai Bahan Bakar
Alternatif”. Jurusan Teknik Kimia. Fakultas Teknik. Universitas Diponegor. 2011
[15] Murhayani, Reesi., Pratiwi Dina dan Faisol Asip . “Pengaruh Suhu serta
Komposisi Campuran Arang Jerami Padi dan Batubara Subbituminus pada Pembuatan Briket Biorang
”. Jurnal Teknik Kimia, Vol. 1, No. 18 : 47-53. 2012
[16] Pribadi, Ning. “Aren, Sumber Energi Alternatif”. Warta Penelitian dan
Pengembangan Pertanian, Vol. 31 No. 2, ISSN 0216-4427. 2009. [17]
Sembiring , Meilita Tryana dan Tuti Sarma Sinaga, “Arang Aktif
Pengenalan dan Proses Pembuatannya, Departemen Teknik Industri, Fakultas Teknik. Universitas Sumatera Utara, 2003.
[18] Pari, Gustan, Mahfudin dan Jajuli, “Teknologi Pembuatan Arang, Briket
Arang dan Arang Aktif serta Pemanfaatannya”, Gelar Teknologi Tepat Guna oleh Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan, 2012.
[19] Indraha,
Nodali, “Uji Komposisi Bahan Pembuat Briket Bioarang Tempurung Kelapa dan Serbuk Kayu Terhadap Mutu yang Dihasilkan”,
Skripsi, Departemen Teknologi Pertanian, Fakultas Pertanian, Universitas Sumatera Utara, 2009.
[20] Ensiklopedia Nasional Indonesia, Sifat Fisika dan Kimia Arang, Jil.2.
Departemen Pendidikan Nasional, Jakarta, 1995. [21]
Rahadian, Randy, “Rancang Bangun Alat Pembuat Arang Kayu Skala Laboratorium Kapasitas 20 kg”, Program Studi Diploma III Teknik Mesin,
Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Semarang, 2012. [22]
Menendez, R. dan Alvarez, R. . “Coal Carbonization : Current and Future
Applications ”. Instituto Nacional Del Carbon y sus Derivados. 2003.
[23] Yudanto, Angga dan Kartika Kusumaningrum.
. “Pembuatan Briket Bioarang dari Arang Serbuk Gergaji Kayu Jati
”. Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro. 2009.
37
[24] Thoha, M. Yusuf dan Diana Ekawati Fajrin. “Pembuatan Briket Arang dari
Daun Jati dengan Sagu Aren sebagai Pengikat”. Jurnal Teknik Kimia, No. 1, Vol. 17. 2010.
[25] Borman, G.L. and Ragland K.W. Combustion Engineering. McGraw-Hill Book Co. Singapore. 1998.
[26] Hendra dan Darmawan. Pengaruh Bahan Baku, Jenis Perekat dan Tekanan Kempa Terhadap Kualitas Briket Arang. Puslitbang Hasil Hutan. Bogor.
2000 [27] Smisek, M., S. Cerny. Active Carbon Manufacture, Properties and
Applications, Elsevier, New York. 1997. [28] Wikipedia. Kayu Bakar. http:id.wikipedia.orgwikiKayu_bakar. Diakses
pada tanggal 2 April 2015 [29] Indo Trading. Arang Kayu. http:www.indotrading.comarangkayu_844.
Diakses pada tanggal 2 April 2015 [30]
ASTM D 5142-02. Standards Test Methods for Proximate Analysis of The Analysis Sample of Coal and Coke by Instrumental Procedures. 2010
[31] Robert Govett, Terry Mace dan Scott Bowe. A Practical Guide for the
Determination of Moisture Content of Woody Biomass, University of Wisconsin. 2010.
[32] Daniel Romatua, Kajian Eksperimental Pengaruh Pengurangan Kadar Air terhadap Nilai Kalor pada Bahan Bakar Padat, Departemen Teknik Mesin,
Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. 2007. [33] Hartanto, Singgih dan Ratnawati, Pembuatan Karbon aktif dari
Tempurung Kelapa Sawit dengan Metode Aktivasi Kimia, Jurnal Sains Materi Indonesia Vol. 12, No. 1, ISSN : 1411-1098. 2010
[34] Vanessa, Penentuan Kadar Air dan Kadar Abu dari Gliserin yang Diproduksi
PT. Sinar OleoChemical International Medan, Departemen Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas
Sumatera Utara. 2008. [35] Scroder Eliabeth
, “Experiment on the Generation of activated carbon from Biomass”, Institute for Nuclear and energy Technologies Forschungs
Karlsruhe, Germany, 2006
38
[36] Wahyu Kusuma A.,Sarwono d an Ronny Dwi Noriyati, “Kajian
Eksperimental Terhadap Karakteristik Pembakaran Briket Limbah Ampas Kopi Instan dan Kulit Kopi Studi kasus di Pusat Penelitian Kopi dan
Kakao Indonesia”, Jurnal Teknik Pomits, Teknik Fisika, Fakultas
Teknologi Industri, Insitut Teknologi Sepuluh November. 2013 [37] Hartoyo dan Nurhayati, Pengaruh Berat Jenis Kayu Daun Lebar terhadap
Sifat Arang. Lembaga Penelitian Hasil Hutan Bogor. Bogor. 1976 [38] Sari, Optimasi Nilai Kalor Pembakaran Biobriket Campuran Batubara
dengan Arang Tempurung Kelapa. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Sebelas Maret. 2011.
39
LAMPIRAN 1 DATA PERCOBAAN
1.1 Hasil Analisis Nilai Kalor Tabel L1.1 Data Hasil Analisis Nilai Kalor