Pembuatan Dan Karakterisasi Keramik Berpori Berbasis Tanah Lempung Dan Serbuk Kulit Kakao

2

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Ilmu pengetahuan dan teknologi yang terus maju, menuntut ilmuwan untuk
beraktifitas secara cepat, tepat dan praktis dalam menciptakan maupun
mengembangkan suatu produk penelitian yang telah ada ataupun yang baru
namun bermanfaat bagi kehidupan masyarakat. Disamping itu telah banyak
inovasi teknologi dibidang material yang terus berkembang salah satunya
teknologi keramik yang dapat menunjang aktifitas masyarakat menjadi lebih baik
khususnya kesehatan dan lingkungan hidup. Keramik merupakan suatu material
yang terbuat dari tanah liat/lempung yang mengalami suatu proses pengerasan
dengan pembakaran suhu tinggi. Salah satu jenis keramik yang sedang
berkembang yaitu keramik berpori.
Keramik berpori merupakan keramik yang mempunyai pori-pori dengan
distribusi ukuran tertentu dan porositas yang relatif tinggi. Secara luas keramik
berpori telah digunakan untuk keperluan insulasi termal dan sebagai bahan
bangunan. Akan tetapi, penggunaan keramik berpori dewasa ini semakin
meningkat yaitu diaplikasikan sebagai filter yaitu filter air limbah, filter minyak,

filter udara, filter bahan bakar untuk otomotif, filter untuk minuman, dan lain-lain.
Keramik berpori sebagai material filter memiliki ukuran pori sekitar 10-800 µm
yang memiliki keunggulan antara lain : tahan terhadap suhu tinggi, keras dan kuat
untuk menahan tekanan pada saat proses filtrasi, tahan terhadap kontaminasi
bahan kimia, tahan terhadap korosi, mempunyai masa pemakaian yang cukup
lama dan dapat dibersihkan.
Sehingga pada penelitian ini dibuat suatu material berupa keramik berpori
yang diharapkan dapat aplikasi sebagai filter seperti filter untuk air limbah, air
sungai, air sumur dan air yang terkontaminasi. Pada proses filterisasi air,
performansi material filter sangat dipengaruhi oleh keaktifan permukaan dan luas
permukaan yang dimilikinya. Keaktifan permukaan bergantung pada jenis media
yang dipergunakan dan akan menentukan jenis kontaminan yang dapat diadsorpsi.

Universitas Sumatera Utara

3

Sedangkan luas permukaan bergantung pada ukuran partikel yang dipergunakan
(semakin kecil ukuran partikel maka luas permukaan akan semakin besar)
sehingga dapat meningkatkan jumlah kontaminan yang dapat difilterisasi.

Pada penelitian sebelumnya, Hening Purnamawati (2014) telah melakukan
proses pembuatan adsorben zat warna Rhodamin B dengan memanfaatkan serbuk
limbah kulit buah kakao yang diaktivasi menggunakan larutan HNO 3 0,6 M. Hasil
dari penelitian diperoleh bahwa massa adsorben kulit buah kakao yang optimum
untuk mengadsorpsi zat warna Rhodamin B adalah 0,2 gram dengan daya
serapnya sebesar 98,78%.
Karina Okky Sandra (2014) mengadakan penelitian tentang keramik berpori
berbasis zeolit dan tanah lempung (clay) dengan penambahan aditif arang aktif
batok kelapa dan polyvinyl alcohol (PVA) pada variasi suhu sintering 300 oC500oC. Hasil penelitian yang diperoleh bahwa suhu sintering yang optimum yaitu
400oC dengan variasi komposisi zeolit : clay : arang aktif batok kelapa : PVA
75%:15%:5%:5% memiliki nilai densitas 0,853 gr/cm 3 dan porositas sebesar
21,186%.
Penelitian yang lain, Abdul Sani (2015) melakukan penelitian tentang
pembuatan material filter dari tanah lempung dan serbuk kulit kakao sebagai
variasi komposisi untuk tanah lempung dan serbuk kulit kakao adalah 15%:85%,
20%:80%, 25%:75%, 30%:70% dan 65%:35% dengan variasi suhu sintering
200oC, 230oC, 260oC, 290oC dan 320oC. Hasil dari penelitian diperoleh bahwa
komposisi yang optimum untuk digunakan sebagai material filter pada variasi
komposis tanah lempung dan serbuk kulit kakao 35%:65% dengan perlakuan
suhu sintering 320oC memiliki nilai daya serap air berkisar 86% , densitas 0,322

gr/cm3 dan porositas 52,38%. Akan tetapi material filternya masih bersifat rapuh
dikarenakan memiliki kuat tekan hanya sebesar 0,0504 MPa.
Dalam penelitian ini, dibuat suatu keramik berpori dari bahan baku tanah
lempung dan serbuk kulit kakao dengan teknik konvensional cetak dan tekan.
Kelayakan kulit kakao sebagai filler dalam pembuatan keramik berpori karena
kulit kakao memiliki kandungan lignin yang tinggi sebesar 20 - 27,95%, selulosa
3,23%, hemiselulosa 1,14%, pektin 5,8%, serat kasar 1,81%, C-organik 26,61%
dan Kapasitas Tukar Ion 44,85% sehingga memiliki daya serap unsur logam berat

Universitas Sumatera Utara

4

maupun partikel-partikel yang berbahaya yang sangat baik. Selain itu, sebagai
bahan matriksnya digunakan tanah lempung (clay) dimana tanah lempung
memiliki karakteristik alumina (Al 2O3) dan silika (SiO2) yang sangat tinggi yaitu
untuk Al2O3 18,78% dan SiO2 65,54% yang mempunyai keunggulan mudah
dibentuk, plastis, kekuatan dan kekerasan yang sangat tinggi, tahan terhadap
tekanan, panas maupun bahan kimia.
Campuran tanah lempung (clay) dan serbuk kulit kakao tersebut diharapkan

dapat menghasilkan suatu keramik berpori yang memiliki sifat fisis, mekanik dan
morfologi yang baik. Uji karakterisasi untuk keramik berpori dari bahan tanah
lempung (clay) dan serbuk kulit kakao meliputi : sifat fisis (densitas, porositas dan
daya serap air), sifat mekanik (kuat tekan dan kekerasan) dan morfologi
permukaan dengan SEM (Scanning Electron Microscope)-EDX.

1.2 Rumusan Masalah
Dalam penelitian ini menyajikan beberapa perumusan masalah yang akan
diselesaikan antara lain:
1. Apakah tanah lempung dan limbah kulit kakao dapat digunakan sebagai
bahan baku pembuatan keramik berpori?
2. Berapa komposisi dan suhu pembakaran optimum dari keramik berpori
berbasis tanah lempung dan serbuk kulit kakao?
3. Bagaimana pengaruh komposisi dan suhu pembakaran terhadap sifat fisis,
mekanik dan morfologi permukaan keramik berpori?

1.3 Batasan Masalah
Untuk mendapatkan suatu hasil pnelitian dari permasalahan yang ditentukan,
maka perlu ada pembatasan masalah penelitian :
1. Keramik berpori dari tanah lempung dan serbuk kulit kakao dibentuk dengan

menggunakan teknik konvensional cetak dan tekan.
2. Aktivasi kimia tanah lempung menggunakan larutan HCL 1 mol dengan
konsentrasi 7%.
3. Ukuran butir lolos ayakan untuk tanah lempung

dan serbuk kulit kakao

sebesar 100 mesh.

Universitas Sumatera Utara

5

4. Pembuatan keramik berpori tanah lempung (clay) dan serbuk kulit kakao
divariasi dengan komposisi 85%:15%, 80%:20%, 75%:25%, 70%:30% dan
65%:35%.
5. Suhu sintering untuk keramik berpori sebesar 800oC, 900oC dan 1000oC
6. Proses kompaksi untuk keramik berpori dari tanah lempung (clay) dan serbuk
kulit kakao dilakukan dengan tekanan 300 MPa ditahan selama 10 menit.
7. Pengujian untuk keramik berpori dari tanah lempung (clay) dan serbuk kulit

kakao sifat fisis (densitas, porositas dan daya serap air), sifat mekanik (kuat
tekan dan kekerasan) dan sifat morfologi permukaan dengan SEM (Scanning
Electron Microscope)-EDX.

1.4 Tujuan Penelitian
Penelitian ini memiliki tujuan, yaitu :
1. Membuat keramik berpori dari tanah lempung dan serbuk kulit kakao dengan
metode sederhaana cetak dan tekan.
2. Mengetahui komposisi dan suhu pembakaran optimum dari keramik berpori.
3. Mengetahui pengaruh komposisi dan suhu pembakaran terhadap sifat fisis,
mekanik dan morfologi permukaan dari keramik berpori.

1.5 Manfaat Penelitian
Hasil penelitian ini nantinya diharapkan memberikan manfaat bagi masyarakat
seperti:
1. Menghasilkan suatu produk keramik berpori dari tanah lempung (clay) dan
serbuk kulit kakao yang diharapkan dapat diaplikasikan sebagai filter air dan
gas
2. Sebagai bahan masukan kepada masyarakat dan pemerintah untuk mengolah
dan memanfaatkan limbah kulit kakao sebagai bahan dasar keramik berpori

yang bernilai ekonomis dan ramah lingkungan.
3. Mengembangkan ilmu pengetahuan dan teknologi mengenai keramik berpori
yang memiliki sifat tahan terhadap suhu tinggi dan memiliki kekuatan
mekanik yang baik.

Universitas Sumatera Utara

6

1.6 Sistematika Peulisan
Sistematika penulisan masing-masing bab sebagai berikut :
Bab I

Pendahuluan
Bab ini mencakup latar belakang penelitian, batasan masalah yang
akan diteliti, tujuan penelitian, manfaat penelitian, dan sistematika
penulisan

BAB II


Tinjauan Pustaka
Bab ini membahas tentang landasan teori yang menjadi acuan
untuk proses pengambilan data, analisa, serta pembahasan

Bab III

Metode Penelitian
Bab ini membahas tentang peralatan dan bahan penelitian, tempat
penelitian, diagram alir penelitian dan prosedur penelitian

Bab IV`

Hasil Dan Pembahasan
Bab ini membahas tentang data hasil penelitian dan analisa yang
diperoleh dari penelitian

Bab V

Kesimpulan Dan Saran
Bab ini berisikan tentang kesimpulan yang diperoleh dari

penelitian dan memberikan saran untuk penelitian lebih lanjut.

Universitas Sumatera Utara