Pengaruh Variasi Perbandingan Eceng Gondok dan Tempurung Kelapa serta Variasi Kadar Perekat Tapioka Terhadap Karakteristik Briket
PENGARUH VARIASI PERBANDINGAN
ECENG GONDOK DAN TEMPURUNG KELAPA
SERTA VARIASI KADAR PEREKAT TAPIOKA
TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET
SKRIPSI
Oleh
MELIZA
130425001
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
OKTOBER2015
5
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH VARIASI PERBANDINGAN
ECENG GONDOK DAN TEMPURUNG KELAPA
SERTA VARIASI KADAR PEREKAT TAPIOKA
TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET
SKRIPSI
Oleh
MELIZA
130425001
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
OKTOBER2015
6
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PENGARUH VARIASI PERBANDINGAN ECENG GONDOK DAN
TEMPURUNG KELAPA SERTA VARIASI KADAR PEREKAT TAPIOKA
TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET
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 dikemudian hari terbukti bahwa karya
ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima
sanksi sesuai aturan yang berlaku.
Medan, 07 Oktober 2015
Meliza
NIM 130425001
i
Universitas Sumatera Utara
PENGESAHAN
Skripsi dengan judul :
PENGARUH VARIASI PERBANDINGAN ECENG GONDOK DAN
TEMPURUNG KELAPA SERTA VARIASI KADAR PEREKAT TAPIOKA
TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET
dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini telah
diujikan pada sidang ujian skripsi pada 07 Oktober 2015 dan dinyatakan
memenuhi syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas
teknik Universitas Sumatera Utara.
ii
Universitas Sumatera Utara
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat
dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan.Tulisan ini merupakan
skripsi dengan judul “Pengaruh Variasi Perbandingan Eceng Gondok dan
Tempurung Kelapa serta Variasi Kadar Perekat Tapioka Terhadap Karakteristik
Briket”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Politeknik
Teknologi Kimia Industri.Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk
mendapatkan gelar sarjana teknik.
Penelitian ini memberikan informasi tambahan mengenai briket yang dibuat dari
eceng gondok dan tempurung kelapa dengan menggunakan perekat tapioka
untuk menghasilkan karakteristik briket yang terbaik serta meningkatkan nilai
ekonomi eceng gondok dan tempurung kelapa untuk dimanfaatkan sebagai salah
satu sumber energi alternatif.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak
mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan
terimakasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :
1. Ibu Dr. Ir. Iriany, M.Siselaku Dosen Pembimbing I yang telah bersedia
meluangkan waktu untuk memberi pengarahan, diskusi dan bimbingan
sehingga skripsi ini dapat selesai dengan baik.
2. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Siselaku Dosen Pembimbing II dan ketua
Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang
telah memberikan masukan dalam penulisan skripsi ini.
3. Ibu Dr. Erni Misran, ST, MT dan Bapak Bode Haryanto, ST, MT, Ph.D
selaku Dosen Penguji yang telah memberikan saran dan masukan yang
membangun dalam penulisan skripsi ini.
4. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, selaku Koordinator Penelitian.
iii
Universitas Sumatera Utara
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, 07 Oktober 2015
Penulis
Meliza
iv
Universitas Sumatera Utara
DEDIKASI
Rasa terima kasih dan hormat penulis ucapkan kepada Orang tua penulis
yang selalu mendukung penulis dalam melaksanakan studi dalam proses
pengerjaan skripsi ini dan seluruh kegiatan akademis. Dedikasi kami ini tunjukan
juga untuk keluarga, serta teman-teman teknik kimia ekstensi stambuk 2013.
v
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Meliza
NIM : 130425001
Tempat/tgl lahir : Medan, 23 Mei 1991
Nama orang tua : Ahmad
Alamat orang tua :
Jl.Letda Sujono Gg. Sepakat No. 06 Medan 20225
Asal Sekolah:
SD Negeri 064974 Medan tahun 1997-2003
SMP Negeri 17 Medan tahun 2003-2006
SMA Prayatna Medan tahun 2006-2009
Pendidikan Teknologi Kimia Industri 2009-2012
Beasiswa yang pernah diperoleh:
Beasiswa Pusdiklat Kementerian Perindustrian tahun 2013-2015
Pengalaman Organisasi :
BKI PTKI periode 2009-2012
BKM PTKI periode 2009-2012
Asisten Lab PIK PTKI tahun 2013-2015
Artikel yang telah dipublikasikan:
Pengaruh Konsentrasi Kalsium Nitrat Terhadap Berat Sarung Tangan
Pada Unit Coagulant Tank di PT. Medisafe Technologies Tanjung
Morawa.
Jurnal Teknik Kimia Usu, dengan judul
“Pengaruh Variasi
Perbandingan Eceng Gondok Dan Tempurung Kelapa Serta Variasi
Kadar Perekat Tapioka Terhadap Karakteristik Briket”
vi
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Ketersediaan sumber energi tak terbarukan yang mulai terbatas menjadi
masalah yang cukup serius bagi masyarakat.Untuk itu perlu diupayakan
penggunaan sumber energi alternatif yang dapat diperbaharui diantaranya berasal
dari biomassa.Salah satu bahan bakar yang berasal dari biomassa adalah
briket.Pada penelitian ini biomassa yang digunakan adalah eceng gondok dan
tempurung kelapa. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui karakteristik dari
briket yang meliputi nilai kalor, kadar abu, kadar air, kadar zat volatil, kerapatan,
laju pembakaran, kuat tekan serta untuk mengetahui perbandingan yang sesuai
dari campuran eceng gondok dan tempurung kelapa dengan variasi perekat
tapioka. Perbandingan antara eceng gondok dan tempurung kelapa pada
penelitian ini yaitu : 1:1, 1:2, 1:3, 1:4 dengan variasi perekat tapioka sebesar 5%,
10% dan 15% dari bahan baku. Hasil pengukuran pada penelitian ini
dibandingkan dengan parameter mutu berdasarkan SNI, Standar Jepang, Inggris,
dan Amerika. Dari hasil penelitian ini diketahui bahwa komposisi briket yang
ideal diperoleh pada campuran eceng gondok dan tempurung kelapa pada
perbandingan 1:4 dengan kadar perekat tapioka 10% yaitu dengan nilai kalor
6.879,5965 kal/gr, kadar abu 9,7181%, kadar air 1,3745%, kadar zat volatil
14,8141%, nilai kerapatan 0,9836 gr/cm3, laju pembakaran 3,08x10-3 gr/detik
dan kuat tekan 18,4006 gr/cm2. Hasil ini telah memenuhi SNI, Standar Jepang,
Inggris, dan Amerika, sedangkan untuk kuat tekan briket hanya memenuhi
standar Inggris.
Kata kunci: briket, eceng gondok, tempurung kelapa, tapioka
vii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
The availability of unrenewableenergy sources is limited, that become a
serious problems to community. It is necessary to use alternative sources of
renewable energy from biomass. One of fuel derived from biomass is briquette. In
this research the biomass use water hyacinth and coconut shell. The purpose of
this research is to know the characteristics of briquettes which include ash
content, moisture content, volatile matter content, heating value, density, burning
rate and compression pressure. Furthermore is to know proper ratio to mix water
hyacinth and coconut shell with variation tapioca gluten.The ratios of water
hyacinth and coconut shell in this research are such as 1:1, 1:2, 1:3, 1:4 with
variation of tapioca gluten 5%, 10%, and 15% of the raw materials. The results of
measurement in this research was compared to the quality parameters such as
SNI, Japan standard, British, and America. From this research are known that the
ideal composition of briquette obtained in a mixture of water hyacinth and
coconut shell at a ratio of 1:4 with tapioca gluten 10% such as ash content
9,7181%, moisture content 1,3745%, volatile matter content 14,8141%, heating
value 6.879,5965 cal/gr, density 0,9836 gr/cm3, burning rate 3,08x10-3 gr/second
and compression pressure 18,4006 gr/cm2. The results are in accordance SNI,
Japan standard, British, and America, while the compression pressure of briquette
only accordance British standard.
Keywords: briquette, water hyacinth, coconut shell, tapioca
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIHAN SKRIPSI
i
PENGESAHAN
ii
PRAKATA
iii
DEDIKASI
v
RIWAYAT HIDUP PENULIS
vi
ABSTRAK
vii
ABSTRACT
viii
DAFTAR ISI
ix
DAFTAR GAMBAR
xii
DAFTAR TABEL
xv
DAFTAR LAMPIRAN
xvi
DAFTAR SINGKATAN
xviii
DAFTAR SIMBOL
xix
BABI PENDAHULUAN
1
1.1
LATAR BELAKANG
1
1.2
PERUMUSAN MASALAH
3
1.3
TUJUAN PENELITIAN
3
1.4
MANFAAT PENELITIAN
3
1.5
RUANG LINGKUP PENELITIAN
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
6
2.1
ENERGI
6
2.2
BIOMASSA
7
2.3
ECENG GONDOK
8
2.4
TEMPURUNG KELAPA
11
2.5
BIOARANG DAN BRIKET
13
2.5.1
Bioarang
13
2.5.2
Briket
13
2.6
KARBONISASI
17
ix
Universitas Sumatera Utara
2.7
BAHAN PEREKAT
19
2.8
PENCAMPURAN
21
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
23
3.1
LOKASI PENELITIAN
23
3.2
BAHAN DAN ALAT
23
3.2.1 Bahan
23
3.2.2 Alat
23
3.3
RANCANGAN PENELITIAN
24
3.4
PROSEDUR PERCOBAAN
25
3.4.1 Prosedur Pembuatan Arang
25
3.4.2 Prosedur Pembuatan Briket
25
3.4.3 Prosedur Analisa Proximate
26
3.5
3.6
3.4.3.1 Pengujian Kadar Abu
26
3.4.3.2 Pengujian Kadar Air
26
3.4.3.3 Pengujian Kadar Zat Volatil
27
3.4.3.4 Pengujian Nilai Kalor
27
3.4.4 Prosedur Pengujian Kerapatan
28
3.4.5 Prosedur Analisa Uji Eksperimental Untuk Laju Pembakaran
28
3.4.6 Prosedur Uji Tekan
29
FLOWCHART PERCOBAAN
30
3.5.1 Flowchart Pembuatan Arang
30
3.5.2 Flowchart Pembuatan Briket
30
3.5.3 Flowchart Analisa Proximate
31
3.5.3.1 Flowchart Pengujian Kadar Abu
31
3.5.3.2 Flowchart Pengujian Kadar Air
32
3.5.3.3 Flowchart Pengujian Kadar Zat Volatil
33
3.5.3.4 Flowchart Pengujian Nilai Kalor
34
3.5.4 Flowchart Uji Kerapatan
35
3.5.5 Flowchart Uji Eksperimental Untuk laju Pembakaran
36
3.5.6 Flowchart Uji Tekan
36
FLOWCHART PENELITIAN
38
x
Universitas Sumatera Utara
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
39
4.1
BRIKET YANG DIPEROLEH
39
4.2
KADAR ABU
40
4.3
KADAR AIR
41
4.4
KADAR ZAT VOLATIL
43
4.5
NILAI KALOR
45
4.6
KERAPATAN
47
4.7
LAJU PEMBAKARAN
48
4.8
KUAT TEKAN
50
4.9
ANALISI EKONOMI
51
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
55
5.1
KESIMPULAN
55
5.2
SARAN
56
DAFTAR PUSTAKA
57
LAMPIRAN
60
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Eceng Gondok
9
Gambar 2.2
Tempurung Kelapa
11
Gambar 2.3
Briket
14
Gambar 2.4
Tepung Tapioka
20
Gambar 3.1
Flowchart Pembuatan Arang
30
Gambar 3.2
Flowchart Pembuatan Briket
30
Gambar 3.3
Flowchart Pengujian Kadar Abu
32
Gambar 3.4
Flowchart Pengujian Kadar Air
33
Gambar 3.5
Flowchart Pengujian Kadar Zat Volatil
34
Gambar 3.6
Flowchart Pengujian Nilai kalor
35
Gambar 3.7
Flowchart Pengujian Kerapatan
35
Gambar 3.8
Flowchart Analisa Uji Eksperimental Untuk laju
36
Pembakaran
Gambar 3.9
Flowchart Pengujian Tekanan Briket
37
Gambar 3.10
Flowchart Penelitian
38
Gambar 4.1
Briket Hasil Penelitian
39
Gambar 4.1.a
Briket Dengan Perekat 5%
39
Gambar 4.1.b
Briket Dengan Perekat 10% Dan 15%
39
Gambar 4.2
Pengaruh
Variasi
Perbandingan
Eceng
Gondok
Dan
Tempurung Kelapa Serta Variasi Kadar Perekat Tapioka
Terhadap Kadar Abu
Gambar 4.3
Pengaruh
Variasi
40
Perbandingan
Eceng
Gondok
Dan
Tempurung Kelapa Serta Variasi Kadar Perekat Tapioka
Terhadap Kadar Air
Gambar 4.4
Pengaruh
Variasi
42
Perbandingan
Eceng
Gondok
Dan
Tempurung Kelapa Serta Variasi Kadar Perekat Tapioka
Terhadap Kadar Zat Volatil
44
xii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.5
Pengaruh
Variasi
Perbandingan
Eceng
Gondok
Dan
Tempurung Kelapa Serta Variasi Kadar Perekat Tapioka
Terhadap Kadar Nilai Kalor
Gambar 4.6
Pengaruh
Variasi
Perbandingan
45
Eceng
Gondok
Dan
Tempurung Kelapa Serta Variasi Kadar Perekat Tapioka
Terhadap Kerapatan
Gambar 4.7
Pengaruh
Variasi
47
Perbandingan
Eceng
Gondok
Dan
Tempurung Kelapa Serta Variasi Kadar Perekat Tapioka
Terhadap Laju Pembakaran
Gambar 4.8
Pengaruh
Variasi
Perbandingan
49
Eceng
Gondok
Dan
Tempurung Kelapa Serta Variasi Kadar Perekat Tapioka
Terhadap Kuat Tekan
50
Gambar L3.1
Eceng Gondok Yang Telah Dikeringkan
68
Gambar L3.2
Tempurung Kelapa Yang Telah Dikeringkan
68
Gambar L3.3
Eceng Gondok Hasil Karonisasi
68
Gambar L3.4
Tempurung Kelapa Hasil Karbonisasi
68
Gambar L3.5
Penggilingan Tempurung Kelapa
69
Gambar L3.6
Screening Dengan Vibrator
69
Gambar L3.7
Arang Hasil Ayakan
69
Gambar L3.8
Perekat Tapioka
70
Gambar L3.9
Pencampuran Arang Dengan Perekat
70
Gambar L3.10 Pencetakan Briket
70
Gambar L3.11 Pengempaan Briket
70
Gambar L3.12 Penggeringan Briket
71
Gambar L3.13 Briket Yang Diperoleh
71
Gambar L3.14 Penimbangan Sampel
71
Gambar L3.15 Pemanasan Dengan Furnace
71
Gambar L3.16 Pendinginan Dalam Desikator
72
Gambar L3.17 Penimbangan Sampel Setelah Dipanaskan
72
Gambar L3.18
Penimbangan Sampel
72
Gambar L3.19
Pemanasan Dengan Oven
72
Gambar L3.20 Pendinginan Dalam Desikator
73
xiii
Universitas Sumatera Utara
Gambar L3.21 Penimbangan Sampel yang Telah Dikeringkan
73
Gambar L3.22 Penimbangan Sampel
73
Gambar L3.23 Pemanasan Pada Furnace
73
Gambar L3.24
74
Pendinginan Dalam Desikator
Gambar L3.25 Penimbangan sampel Setelah Dipanaskan
74
Gambar L3.26
74
Bomb Calorimeter
Gambar L3.27 Penimbangan Briket
75
Gambar L3.28 Pengukuran Dimensi
75
Gambar L3.29 Penimbangan Sampel
75
Gambar L3.30 Pembakaran Briket
75
Gambar L3.31
Penekanan Briket
76
Gambar L3.32
Hasil Penekanan
76
Gambar L4.1
Furnace
77
Gambar L4.2
Hammer Mill
77
Gambar L4.3
Screening
78
Gambar L4.4
Neraca Analitis
78
Gambar L4.5
Tensile Test
79
Gambar L4.6
Oven
79
Gambar L4.7
Bomb Calorimeter
80
xiv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1
Variasi Kadar Perekat Tapioka Dengan Perbandingan Bahan
Baku Eceng Gondok Dan Tempurung Kelapa
5
Table 2.1
Kandungan Kimia Eceng Gondok Segar
9
Table 2.2
Kandungan Kimia Eceng Gondok Kering
9
Tabel 2.3
Komposisi Kimia Tempurung Kelapa
11
Tabel 2.4
Perbandingan Sifat Antara Tempurung Kelapa dan Arangnya
12
Table 2.5
Standar Mutu Briket
17
Table 2.6
Daftar Analisa Bahan Perekat
20
Tabel 2.7
Komposisi Kimia Tapioka
21
Tabel 3.1
Rancangan Penelitian
25
Tabel 4.1
Perhitungan Biaya Bahan Baku
52
Tabel 4.2
Waktu Karbonisasi
52
Tabel 4.3
Perhitungan Kebutuhan Listrik
53
Tabel L1.1 Data Hasil Analisa Kadar Abu Briket
60
Tabel L1.2 Data Hasil Analisa Kadar Air Briket
60
Tabel L1.3 Data Hasil Analisa Kadar Zat Volatil Briket
61
Tabel L1.4 Data Hasil Analisa Nilai Kalor Briket
61
Tabel L1.5 Data Hasil Analisa Nilai Kerapatan Briket
62
Tabel L1.6 Data Hasil Analisa Laju Pembakaran Briket
62
Tabel L1.7 Data Hasil Analisa Kuat Tekan Briket
63
xv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN 1
LAMPIRAN 2
LAMPIRAN 3
LAMPIRAN 4
DATA HASIL PENELITIAN
60
L1.1
Kadar Abu
60
L1.2
Kadar Air
60
L1.3
Kadar Zat Volatil
61
L1.4
Nilai Kalor
61
L1.5
Kerapatan
62
L1.6
Laju Pembakaran
62
L1.7
Kuat Tekan
63
CONTOH PERHITUNGAN
64
L2.1
Perhitungan Uji Kadar Abu Briket
64
L2.2
Perhitungan Uji Kadar Air Briket
64
L2.3
Perhitungan Uji Kadar Zat Volatil Briket
65
L2.4
Perhitungan Uji Kerapatan Briket
66
L2.5
Perhitungan Uji Laju Pembakaran Briket
64
L2.6
Perhitungan Uji Kuat Tekan Briket
67
GAMBAR PENELITIAN
68
L3.1
Penyiapan Dan Karbonisasi Bahan Baku
68
L3.2
Pembuatan Briket
70
L3.3
Analisis Karakteristik Kualitas Briket
71
L3.3.1 Pengujian Kadar Abu
71
L3.3.2 Pengujian Kadar Air
72
L3.3.3 Pengujian Kadar Zat Volatil
73
L3.3.4 Pengujian Nilai Kalor
74
L3.3.5 Pengujian Kerapatan
75
L3.3.6 Pengujian Laju Pembakaran
75
L3.3.7 Pengujian Kuat Tekan
76
SPESIFIKASI PERALATAN
77
L4.1
Furnace
77
L4.2
Hammer Mill
77
xvi
Universitas Sumatera Utara
L4.3
Screening
78
L4.4
Neraca Analitis
78
L4.5
Tensile Test
79
L4.6
Oven
79
L4.7
Bomb Calorimeter
80
xvii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
KBBI
Kamus Besar Bahasa Indonesia
pH
Power of Hdrogen
PTKI
Politeknik Teknologi Kimia Industri
SNI
Standar Nasional Indonesia
xviii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SIMBOL
Simbol
Keterangan
Dimensi
A
Berat Abu
gram
B
Berat Sampel
EG
Eceng Gondok
F
Gaya
m
Massa Briket
P
Tekanan
r
Jari-jari
t
Tinggi Briket
TK
Tempurung Kelapa
Vtot
Volume Total
W0
Berat Sampel Awal
W1
Berat Sampel Setelah Pemanasan
%
Persen
π
Pi
gram
kgf
gram
kg/cm2
cm
cm
cm3
gram
gram
xix
Universitas Sumatera Utara
ECENG GONDOK DAN TEMPURUNG KELAPA
SERTA VARIASI KADAR PEREKAT TAPIOKA
TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET
SKRIPSI
Oleh
MELIZA
130425001
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
OKTOBER2015
5
Universitas Sumatera Utara
PENGARUH VARIASI PERBANDINGAN
ECENG GONDOK DAN TEMPURUNG KELAPA
SERTA VARIASI KADAR PEREKAT TAPIOKA
TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET
SKRIPSI
Oleh
MELIZA
130425001
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
OKTOBER2015
6
Universitas Sumatera Utara
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PENGARUH VARIASI PERBANDINGAN ECENG GONDOK DAN
TEMPURUNG KELAPA SERTA VARIASI KADAR PEREKAT TAPIOKA
TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET
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 dikemudian hari terbukti bahwa karya
ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima
sanksi sesuai aturan yang berlaku.
Medan, 07 Oktober 2015
Meliza
NIM 130425001
i
Universitas Sumatera Utara
PENGESAHAN
Skripsi dengan judul :
PENGARUH VARIASI PERBANDINGAN ECENG GONDOK DAN
TEMPURUNG KELAPA SERTA VARIASI KADAR PEREKAT TAPIOKA
TERHADAP KARAKTERISTIK BRIKET
dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini telah
diujikan pada sidang ujian skripsi pada 07 Oktober 2015 dan dinyatakan
memenuhi syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas
teknik Universitas Sumatera Utara.
ii
Universitas Sumatera Utara
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat
dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan.Tulisan ini merupakan
skripsi dengan judul “Pengaruh Variasi Perbandingan Eceng Gondok dan
Tempurung Kelapa serta Variasi Kadar Perekat Tapioka Terhadap Karakteristik
Briket”, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Politeknik
Teknologi Kimia Industri.Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk
mendapatkan gelar sarjana teknik.
Penelitian ini memberikan informasi tambahan mengenai briket yang dibuat dari
eceng gondok dan tempurung kelapa dengan menggunakan perekat tapioka
untuk menghasilkan karakteristik briket yang terbaik serta meningkatkan nilai
ekonomi eceng gondok dan tempurung kelapa untuk dimanfaatkan sebagai salah
satu sumber energi alternatif.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak
mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan
terimakasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada :
1. Ibu Dr. Ir. Iriany, M.Siselaku Dosen Pembimbing I yang telah bersedia
meluangkan waktu untuk memberi pengarahan, diskusi dan bimbingan
sehingga skripsi ini dapat selesai dengan baik.
2. Bapak Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Siselaku Dosen Pembimbing II dan ketua
Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara yang
telah memberikan masukan dalam penulisan skripsi ini.
3. Ibu Dr. Erni Misran, ST, MT dan Bapak Bode Haryanto, ST, MT, Ph.D
selaku Dosen Penguji yang telah memberikan saran dan masukan yang
membangun dalam penulisan skripsi ini.
4. Ibu Ir. Renita Manurung, MT, selaku Koordinator Penelitian.
iii
Universitas Sumatera Utara
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, 07 Oktober 2015
Penulis
Meliza
iv
Universitas Sumatera Utara
DEDIKASI
Rasa terima kasih dan hormat penulis ucapkan kepada Orang tua penulis
yang selalu mendukung penulis dalam melaksanakan studi dalam proses
pengerjaan skripsi ini dan seluruh kegiatan akademis. Dedikasi kami ini tunjukan
juga untuk keluarga, serta teman-teman teknik kimia ekstensi stambuk 2013.
v
Universitas Sumatera Utara
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama : Meliza
NIM : 130425001
Tempat/tgl lahir : Medan, 23 Mei 1991
Nama orang tua : Ahmad
Alamat orang tua :
Jl.Letda Sujono Gg. Sepakat No. 06 Medan 20225
Asal Sekolah:
SD Negeri 064974 Medan tahun 1997-2003
SMP Negeri 17 Medan tahun 2003-2006
SMA Prayatna Medan tahun 2006-2009
Pendidikan Teknologi Kimia Industri 2009-2012
Beasiswa yang pernah diperoleh:
Beasiswa Pusdiklat Kementerian Perindustrian tahun 2013-2015
Pengalaman Organisasi :
BKI PTKI periode 2009-2012
BKM PTKI periode 2009-2012
Asisten Lab PIK PTKI tahun 2013-2015
Artikel yang telah dipublikasikan:
Pengaruh Konsentrasi Kalsium Nitrat Terhadap Berat Sarung Tangan
Pada Unit Coagulant Tank di PT. Medisafe Technologies Tanjung
Morawa.
Jurnal Teknik Kimia Usu, dengan judul
“Pengaruh Variasi
Perbandingan Eceng Gondok Dan Tempurung Kelapa Serta Variasi
Kadar Perekat Tapioka Terhadap Karakteristik Briket”
vi
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Ketersediaan sumber energi tak terbarukan yang mulai terbatas menjadi
masalah yang cukup serius bagi masyarakat.Untuk itu perlu diupayakan
penggunaan sumber energi alternatif yang dapat diperbaharui diantaranya berasal
dari biomassa.Salah satu bahan bakar yang berasal dari biomassa adalah
briket.Pada penelitian ini biomassa yang digunakan adalah eceng gondok dan
tempurung kelapa. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui karakteristik dari
briket yang meliputi nilai kalor, kadar abu, kadar air, kadar zat volatil, kerapatan,
laju pembakaran, kuat tekan serta untuk mengetahui perbandingan yang sesuai
dari campuran eceng gondok dan tempurung kelapa dengan variasi perekat
tapioka. Perbandingan antara eceng gondok dan tempurung kelapa pada
penelitian ini yaitu : 1:1, 1:2, 1:3, 1:4 dengan variasi perekat tapioka sebesar 5%,
10% dan 15% dari bahan baku. Hasil pengukuran pada penelitian ini
dibandingkan dengan parameter mutu berdasarkan SNI, Standar Jepang, Inggris,
dan Amerika. Dari hasil penelitian ini diketahui bahwa komposisi briket yang
ideal diperoleh pada campuran eceng gondok dan tempurung kelapa pada
perbandingan 1:4 dengan kadar perekat tapioka 10% yaitu dengan nilai kalor
6.879,5965 kal/gr, kadar abu 9,7181%, kadar air 1,3745%, kadar zat volatil
14,8141%, nilai kerapatan 0,9836 gr/cm3, laju pembakaran 3,08x10-3 gr/detik
dan kuat tekan 18,4006 gr/cm2. Hasil ini telah memenuhi SNI, Standar Jepang,
Inggris, dan Amerika, sedangkan untuk kuat tekan briket hanya memenuhi
standar Inggris.
Kata kunci: briket, eceng gondok, tempurung kelapa, tapioka
vii
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
The availability of unrenewableenergy sources is limited, that become a
serious problems to community. It is necessary to use alternative sources of
renewable energy from biomass. One of fuel derived from biomass is briquette. In
this research the biomass use water hyacinth and coconut shell. The purpose of
this research is to know the characteristics of briquettes which include ash
content, moisture content, volatile matter content, heating value, density, burning
rate and compression pressure. Furthermore is to know proper ratio to mix water
hyacinth and coconut shell with variation tapioca gluten.The ratios of water
hyacinth and coconut shell in this research are such as 1:1, 1:2, 1:3, 1:4 with
variation of tapioca gluten 5%, 10%, and 15% of the raw materials. The results of
measurement in this research was compared to the quality parameters such as
SNI, Japan standard, British, and America. From this research are known that the
ideal composition of briquette obtained in a mixture of water hyacinth and
coconut shell at a ratio of 1:4 with tapioca gluten 10% such as ash content
9,7181%, moisture content 1,3745%, volatile matter content 14,8141%, heating
value 6.879,5965 cal/gr, density 0,9836 gr/cm3, burning rate 3,08x10-3 gr/second
and compression pressure 18,4006 gr/cm2. The results are in accordance SNI,
Japan standard, British, and America, while the compression pressure of briquette
only accordance British standard.
Keywords: briquette, water hyacinth, coconut shell, tapioca
viii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIHAN SKRIPSI
i
PENGESAHAN
ii
PRAKATA
iii
DEDIKASI
v
RIWAYAT HIDUP PENULIS
vi
ABSTRAK
vii
ABSTRACT
viii
DAFTAR ISI
ix
DAFTAR GAMBAR
xii
DAFTAR TABEL
xv
DAFTAR LAMPIRAN
xvi
DAFTAR SINGKATAN
xviii
DAFTAR SIMBOL
xix
BABI PENDAHULUAN
1
1.1
LATAR BELAKANG
1
1.2
PERUMUSAN MASALAH
3
1.3
TUJUAN PENELITIAN
3
1.4
MANFAAT PENELITIAN
3
1.5
RUANG LINGKUP PENELITIAN
4
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
6
2.1
ENERGI
6
2.2
BIOMASSA
7
2.3
ECENG GONDOK
8
2.4
TEMPURUNG KELAPA
11
2.5
BIOARANG DAN BRIKET
13
2.5.1
Bioarang
13
2.5.2
Briket
13
2.6
KARBONISASI
17
ix
Universitas Sumatera Utara
2.7
BAHAN PEREKAT
19
2.8
PENCAMPURAN
21
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
23
3.1
LOKASI PENELITIAN
23
3.2
BAHAN DAN ALAT
23
3.2.1 Bahan
23
3.2.2 Alat
23
3.3
RANCANGAN PENELITIAN
24
3.4
PROSEDUR PERCOBAAN
25
3.4.1 Prosedur Pembuatan Arang
25
3.4.2 Prosedur Pembuatan Briket
25
3.4.3 Prosedur Analisa Proximate
26
3.5
3.6
3.4.3.1 Pengujian Kadar Abu
26
3.4.3.2 Pengujian Kadar Air
26
3.4.3.3 Pengujian Kadar Zat Volatil
27
3.4.3.4 Pengujian Nilai Kalor
27
3.4.4 Prosedur Pengujian Kerapatan
28
3.4.5 Prosedur Analisa Uji Eksperimental Untuk Laju Pembakaran
28
3.4.6 Prosedur Uji Tekan
29
FLOWCHART PERCOBAAN
30
3.5.1 Flowchart Pembuatan Arang
30
3.5.2 Flowchart Pembuatan Briket
30
3.5.3 Flowchart Analisa Proximate
31
3.5.3.1 Flowchart Pengujian Kadar Abu
31
3.5.3.2 Flowchart Pengujian Kadar Air
32
3.5.3.3 Flowchart Pengujian Kadar Zat Volatil
33
3.5.3.4 Flowchart Pengujian Nilai Kalor
34
3.5.4 Flowchart Uji Kerapatan
35
3.5.5 Flowchart Uji Eksperimental Untuk laju Pembakaran
36
3.5.6 Flowchart Uji Tekan
36
FLOWCHART PENELITIAN
38
x
Universitas Sumatera Utara
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
39
4.1
BRIKET YANG DIPEROLEH
39
4.2
KADAR ABU
40
4.3
KADAR AIR
41
4.4
KADAR ZAT VOLATIL
43
4.5
NILAI KALOR
45
4.6
KERAPATAN
47
4.7
LAJU PEMBAKARAN
48
4.8
KUAT TEKAN
50
4.9
ANALISI EKONOMI
51
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN
55
5.1
KESIMPULAN
55
5.2
SARAN
56
DAFTAR PUSTAKA
57
LAMPIRAN
60
xi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1
Eceng Gondok
9
Gambar 2.2
Tempurung Kelapa
11
Gambar 2.3
Briket
14
Gambar 2.4
Tepung Tapioka
20
Gambar 3.1
Flowchart Pembuatan Arang
30
Gambar 3.2
Flowchart Pembuatan Briket
30
Gambar 3.3
Flowchart Pengujian Kadar Abu
32
Gambar 3.4
Flowchart Pengujian Kadar Air
33
Gambar 3.5
Flowchart Pengujian Kadar Zat Volatil
34
Gambar 3.6
Flowchart Pengujian Nilai kalor
35
Gambar 3.7
Flowchart Pengujian Kerapatan
35
Gambar 3.8
Flowchart Analisa Uji Eksperimental Untuk laju
36
Pembakaran
Gambar 3.9
Flowchart Pengujian Tekanan Briket
37
Gambar 3.10
Flowchart Penelitian
38
Gambar 4.1
Briket Hasil Penelitian
39
Gambar 4.1.a
Briket Dengan Perekat 5%
39
Gambar 4.1.b
Briket Dengan Perekat 10% Dan 15%
39
Gambar 4.2
Pengaruh
Variasi
Perbandingan
Eceng
Gondok
Dan
Tempurung Kelapa Serta Variasi Kadar Perekat Tapioka
Terhadap Kadar Abu
Gambar 4.3
Pengaruh
Variasi
40
Perbandingan
Eceng
Gondok
Dan
Tempurung Kelapa Serta Variasi Kadar Perekat Tapioka
Terhadap Kadar Air
Gambar 4.4
Pengaruh
Variasi
42
Perbandingan
Eceng
Gondok
Dan
Tempurung Kelapa Serta Variasi Kadar Perekat Tapioka
Terhadap Kadar Zat Volatil
44
xii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.5
Pengaruh
Variasi
Perbandingan
Eceng
Gondok
Dan
Tempurung Kelapa Serta Variasi Kadar Perekat Tapioka
Terhadap Kadar Nilai Kalor
Gambar 4.6
Pengaruh
Variasi
Perbandingan
45
Eceng
Gondok
Dan
Tempurung Kelapa Serta Variasi Kadar Perekat Tapioka
Terhadap Kerapatan
Gambar 4.7
Pengaruh
Variasi
47
Perbandingan
Eceng
Gondok
Dan
Tempurung Kelapa Serta Variasi Kadar Perekat Tapioka
Terhadap Laju Pembakaran
Gambar 4.8
Pengaruh
Variasi
Perbandingan
49
Eceng
Gondok
Dan
Tempurung Kelapa Serta Variasi Kadar Perekat Tapioka
Terhadap Kuat Tekan
50
Gambar L3.1
Eceng Gondok Yang Telah Dikeringkan
68
Gambar L3.2
Tempurung Kelapa Yang Telah Dikeringkan
68
Gambar L3.3
Eceng Gondok Hasil Karonisasi
68
Gambar L3.4
Tempurung Kelapa Hasil Karbonisasi
68
Gambar L3.5
Penggilingan Tempurung Kelapa
69
Gambar L3.6
Screening Dengan Vibrator
69
Gambar L3.7
Arang Hasil Ayakan
69
Gambar L3.8
Perekat Tapioka
70
Gambar L3.9
Pencampuran Arang Dengan Perekat
70
Gambar L3.10 Pencetakan Briket
70
Gambar L3.11 Pengempaan Briket
70
Gambar L3.12 Penggeringan Briket
71
Gambar L3.13 Briket Yang Diperoleh
71
Gambar L3.14 Penimbangan Sampel
71
Gambar L3.15 Pemanasan Dengan Furnace
71
Gambar L3.16 Pendinginan Dalam Desikator
72
Gambar L3.17 Penimbangan Sampel Setelah Dipanaskan
72
Gambar L3.18
Penimbangan Sampel
72
Gambar L3.19
Pemanasan Dengan Oven
72
Gambar L3.20 Pendinginan Dalam Desikator
73
xiii
Universitas Sumatera Utara
Gambar L3.21 Penimbangan Sampel yang Telah Dikeringkan
73
Gambar L3.22 Penimbangan Sampel
73
Gambar L3.23 Pemanasan Pada Furnace
73
Gambar L3.24
74
Pendinginan Dalam Desikator
Gambar L3.25 Penimbangan sampel Setelah Dipanaskan
74
Gambar L3.26
74
Bomb Calorimeter
Gambar L3.27 Penimbangan Briket
75
Gambar L3.28 Pengukuran Dimensi
75
Gambar L3.29 Penimbangan Sampel
75
Gambar L3.30 Pembakaran Briket
75
Gambar L3.31
Penekanan Briket
76
Gambar L3.32
Hasil Penekanan
76
Gambar L4.1
Furnace
77
Gambar L4.2
Hammer Mill
77
Gambar L4.3
Screening
78
Gambar L4.4
Neraca Analitis
78
Gambar L4.5
Tensile Test
79
Gambar L4.6
Oven
79
Gambar L4.7
Bomb Calorimeter
80
xiv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1
Variasi Kadar Perekat Tapioka Dengan Perbandingan Bahan
Baku Eceng Gondok Dan Tempurung Kelapa
5
Table 2.1
Kandungan Kimia Eceng Gondok Segar
9
Table 2.2
Kandungan Kimia Eceng Gondok Kering
9
Tabel 2.3
Komposisi Kimia Tempurung Kelapa
11
Tabel 2.4
Perbandingan Sifat Antara Tempurung Kelapa dan Arangnya
12
Table 2.5
Standar Mutu Briket
17
Table 2.6
Daftar Analisa Bahan Perekat
20
Tabel 2.7
Komposisi Kimia Tapioka
21
Tabel 3.1
Rancangan Penelitian
25
Tabel 4.1
Perhitungan Biaya Bahan Baku
52
Tabel 4.2
Waktu Karbonisasi
52
Tabel 4.3
Perhitungan Kebutuhan Listrik
53
Tabel L1.1 Data Hasil Analisa Kadar Abu Briket
60
Tabel L1.2 Data Hasil Analisa Kadar Air Briket
60
Tabel L1.3 Data Hasil Analisa Kadar Zat Volatil Briket
61
Tabel L1.4 Data Hasil Analisa Nilai Kalor Briket
61
Tabel L1.5 Data Hasil Analisa Nilai Kerapatan Briket
62
Tabel L1.6 Data Hasil Analisa Laju Pembakaran Briket
62
Tabel L1.7 Data Hasil Analisa Kuat Tekan Briket
63
xv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN 1
LAMPIRAN 2
LAMPIRAN 3
LAMPIRAN 4
DATA HASIL PENELITIAN
60
L1.1
Kadar Abu
60
L1.2
Kadar Air
60
L1.3
Kadar Zat Volatil
61
L1.4
Nilai Kalor
61
L1.5
Kerapatan
62
L1.6
Laju Pembakaran
62
L1.7
Kuat Tekan
63
CONTOH PERHITUNGAN
64
L2.1
Perhitungan Uji Kadar Abu Briket
64
L2.2
Perhitungan Uji Kadar Air Briket
64
L2.3
Perhitungan Uji Kadar Zat Volatil Briket
65
L2.4
Perhitungan Uji Kerapatan Briket
66
L2.5
Perhitungan Uji Laju Pembakaran Briket
64
L2.6
Perhitungan Uji Kuat Tekan Briket
67
GAMBAR PENELITIAN
68
L3.1
Penyiapan Dan Karbonisasi Bahan Baku
68
L3.2
Pembuatan Briket
70
L3.3
Analisis Karakteristik Kualitas Briket
71
L3.3.1 Pengujian Kadar Abu
71
L3.3.2 Pengujian Kadar Air
72
L3.3.3 Pengujian Kadar Zat Volatil
73
L3.3.4 Pengujian Nilai Kalor
74
L3.3.5 Pengujian Kerapatan
75
L3.3.6 Pengujian Laju Pembakaran
75
L3.3.7 Pengujian Kuat Tekan
76
SPESIFIKASI PERALATAN
77
L4.1
Furnace
77
L4.2
Hammer Mill
77
xvi
Universitas Sumatera Utara
L4.3
Screening
78
L4.4
Neraca Analitis
78
L4.5
Tensile Test
79
L4.6
Oven
79
L4.7
Bomb Calorimeter
80
xvii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SINGKATAN
KBBI
Kamus Besar Bahasa Indonesia
pH
Power of Hdrogen
PTKI
Politeknik Teknologi Kimia Industri
SNI
Standar Nasional Indonesia
xviii
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR SIMBOL
Simbol
Keterangan
Dimensi
A
Berat Abu
gram
B
Berat Sampel
EG
Eceng Gondok
F
Gaya
m
Massa Briket
P
Tekanan
r
Jari-jari
t
Tinggi Briket
TK
Tempurung Kelapa
Vtot
Volume Total
W0
Berat Sampel Awal
W1
Berat Sampel Setelah Pemanasan
%
Persen
π
Pi
gram
kgf
gram
kg/cm2
cm
cm
cm3
gram
gram
xix
Universitas Sumatera Utara