Pembuatan Keramik Berpori Dari Limbah Padat Pulp Dengan Aditif Kaolin Sebagai Filter Gas Buang
PEMBUATAN KERAMIK BERPORI DARI LIMBAH PADAT
PULP DENGAN ADITIF KAOLIN SEBAGAI
FILTER GAS BUANG
TESIS
Oleh
JOSKAR
077026011/FIS
SEKOLAH PASCASARJANA
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
M E D A N
2009
(2)
PEMBUATAN KERAMIK BERPORI DARI LIMBAH PADAT
PULP DENGAN ADITIF KAOLIN SEBAGAI
FILTER GAS BUANG
TESIS
Untuk Memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Magister Ilmu Fisika pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara
Oleh
JOSKAR 077026011/FIS
SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN 2009
(3)
Judul Tesis : Pembuatan Keramik Berpori dari Limbah Padat Pulp dengan Aditif Kaolin Sebagai Filter Gas Buang
Nama mahasiswa : Joskar Nomor Pokok : 077026011 Program studi : Ilmu Fisika
Menyetujui Komisi Pembimbing
(Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc) (Drs. Anwar Dharma Sembiring, MS) Ketua Anggota
Ketua Program Studi, Direktur,
(Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc) (Prof.Dr.Ir.T.Chairun Nisa B, M.Sc)
(4)
Telah diuji pada
Tanggal : 20 Juni 2009
PANITIA PENGUJI TESIS:
Ketua : Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc Anggota : 1. Drs. Anwar Dharma Sembiring, MS 2. Prof. H. Muhammad Syukur, MS 3. Drs. Nasir Saleh, M.Eng.Sc
(5)
ABSTRAK
Sekarang ini efek negatif dari polusi udara yang disebabkan oleh gas buang kenderaan bermotor telah pada keadaan yang mencemaskan. Pencemaran ini dapat mengancam kesehatan umat manusia. Penelitian ini dimaksudkan untuk menemukan suatu alternatif untuk membantu mengatasi masalah ini. Keramik berpori dengan bahan dasar limbah padat pulp yaitu grit, dreg dan biosludge diperoleh dari PT. Toba Pulp Lestari, Tbk dengan aditif kaolin dari Desa Bandar Pulau – Asahan – Prov. Sumatatera Utara. Filter gas buang yang dibuat berhasil mengurangi polusi udara yang diakibatkan gas buang kenderaan bermotor berbahan bakar bensin (C6H12)
dengan absorbsi gas sebesar sebesar 36,21 – 97,14% CO, 25,64 – 95,97% CO2, dan
36,47 – 87,87% HC. Karakteistik keramik yang telah diuji memiliki yaitu susut massa 17,77 – 32,10%. %, susut bakar 1,97 – 4,07%, densitas 1,14 – 1,20% , porositas 27,96 –54,27%, kuat tekan 0,98 – 69,58 MPa, kuat pukul 1,49 x 10-2 – 4,05 x 10-2 MPa, kekerasan 87 – 127 MPa.
(6)
ABSTRACT
Nowadays the negative effect of the air pollution by exhaust gas take at high level seriously. This case can be disturb mankind healthy. This research want to find an altenative way to solve this problem. Porous ceramic by main materials of pulp solid waste as grit, dreg, and biosludge from Toba Pulp Lestari, Tbk with additif of kaolin from Bandar Pulau village - Asahan – Province of North Sumatera has been made. Gas filter which has been made can decrease pollution succesfully by gasolin (C6H12)
exhaust gas with absorbtion gas is 36,21 – 97,14% CO, 25,64 – 95,97% CO2, and
36,47 – 87,87% HC, against to other gas, O2 increase from 400,72 – 1264,03%.
Characteristic of the porous ceramik has been studied is shrinkage mass 17,77 – 32,10%, shrinkage combustion 1,97 – 4,07%, density 1,14 – 1,20% , porousity 27,96 –54,27%, compressive strength 0,98 – 69,58 MPa, impact strength 1,49 x 10-2 – 4,05 x 10-2 MPa, hardness 87 – 127 MPa.
(7)
KATA PENGANTAR
Dengan segala kerendahan hati penulis memanjatkan puji dan syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa atas semua berkat, anugrah dan kasihnya sehingga tesis ini terselesaikan.
Penulis ucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada Pemerintah Republik Indonesia c.q. Pemerintah Provinsi Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan dana sehingga penulis dapat melanjutkan pendidikan kejenjang Program Magister Sains pada Program Studi Magister Ilmu Fisika di Sekolah Pasca Sarjana Universitas Sumatera Utara.
Dengan selesainya tesis ini, perkenankanlah juga penulis mengucapkan terima kasih kepada :
Pemerintah Prov. Sumatera Utara c/q Bapeda Prov. Sumatera Utara yang telah membantu dalam mendanai biaya pendidikan ini.
Rektor Universitas Sumatera Utara, Prof. Chairuddin P. Lubis, DTM&H, Sp.Ak atas kesempatan yang diberikan kepada penulis untuk mengikuti dan menyelesaikan pendikan Program Magister Sains.
Direktur Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara, Prof. Dr. Ir. Chairun Nisa B, M.Sc atas kesempatan menjadi mahasiswa Program Magister Sains pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.
Ketua Program Studi Magister Ilmu Fisika, Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc, Sekretaris Program studi Magister Ilmu Fisika, Drs. Nasir Saleh, M.Eng.Sc beserta seluruh staf edukatif dan administratif pada Program Studi Magister Ilmu Fisika Sekolah Pasca Sarjana Universitas Sumatera Utara.
Pembimbing Utama, Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc dan Pembimbing Lapangan Drs. Anwar Dharma Sembiring, MS yang telah memberikan arahan dan motivasi yang sangat berarti bagi penulis untuk menyelesaikan penelitian ini.
(8)
Pemerintah Kab. Tapanuli Utara c/q Kepala Dinas Pendidikan Kab. Tapanuli Utara Ibu Dra. Mariani, M.Pd , dan juga rekan-rekan guru/pegawai SMA Negeri 1 Pahae Jae – Kabupaten Tapanuli Utara.
Teristimewa buat istriku tercinta Dra. Rotua Purba, dan ananda Joshua, Jonathan, Johannes dan boruku tersayang Joceline yang penuh sabar dan pengertian, kasih dan dukungan serta doa yang tulus.
Teman satu tim, Sarohatua Sarumpaet, Reni Naibaho, Ruth Ginting dan semua teman Angkatan 07, laekku Bob Nainggolan,M.Si (Angkatan 06) dan semua orang yang membantu penulis secara moral dan materil untuk menyelesaikan pendidikan ini.
Semoga kita diberikan berkat dan kebijaksanaanNya dalam memanfaatkan segala ciptaanNya bagi kesejahteraan umat manusia. Tuhan memberkati kita semua. Amin.
(9)
RIWAYAT HIDUP
DATA PRIBADI
Nama lengkap berikut gelar : JOSKAR
Tempat dan Tanggal lahir : Berastagi, 15 September 1964 Alamat rumah : Jl. Sipirok – Sarulla, Kec. Pahae Jae
Kab. Tapanuli Utara
Hp : 081361013123
Email : limbong_jos@yahoo.co.id
Instansi Tempat Bekerja : SMA Negeri 1 Pahaejae Kab. Tapanuli Utara Alamat Kantor : Jl. Sipirok – Sarulla, Kab. Tapanuli Utara
Telepon : 0634 - 41445
DATA PENDIDIKAN
SD : SD Negeri 6 Berastagi – Kab. Karo Tamat : 1976 SMP?SLTP : ST Negeri Berastagi – Kab. Karo Tamat : 1980 SMA : SMA Negeri 1 Berastagi – Kab. Karo Tamat : 1983 Strata-1 : IKIP Negeri Medan Tamat : 1988
(10)
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK ... i
ABSTRACT... ii
KATA PENGANTAR ... iii
RIWAYAT HIDUP... v
DAFTAR ISI... vi
DAFTAR TABEL ... viii
DAFTAR GAMBAR ... ix
DAFTAR LAMPIRAN ... x
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Ruang Lingkup Masalah ... 4
1.3 Pembatasan Masalah ... 4
1.4 Perumusan Masalah ... 4
1.5 Tujuan Penelitian ... 5
1.6 Manfaat Penelitian ... 5
BAB II TINJAUAN TEORITIS ... 7
2.1 Gas Buang... 7
2.2 Limbah Pulp ... 9
2.2.1 Grit ... 11
2.2.2 Dreg ... 11
2.2.3 Biosludge ... 11
2.3 Pengertian dan Material Keramik ... 11
2.4 Bahan-Bahan Keramik ... 12
2.4.1 Kaolin ... 12
2.4.2 Feldsfar ... 14
2.4.3 Clay (Lempung) ... 14
2.4.4 Kuarsa (Silika) ... 15
2.5 Pembentuka Keramik ... 15
2.6 Keramik Berpori ... 16
2.7 Absorbsi ... 17
2.8 Porositas ... 18
2.9 Densitas ... 19
2.10 Kekerasan ... 19
2.11 Kuat Tekan ... 20
2.12 Kuat Pukul (Impact Strength) ... 20
2.13 Susut Massa ... 20
(11)
2.15 Difraksi Sinar X ... 21
2.16 Gas Analyzer ... 23
BAB III METODE PENELITIAN ... 24
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ... 24
3.1.1 Tempat Penelitian ... 24
3.1.2 Waktu Penelitian ... 24
3.2 Alat dan Bahan ... 24
3.2.1 Alat ... 24
3.2.2 Bahan ... 25
3.3 Prosedur Penelitian ... 26
3.4 Variabel dan Parameter Penelitian ... 28
3.5 Alat Pengumpul Data Penelitian ... 28
3.6 Pengolahan Bahan ... 29
3.7 Pengukuran Volum dan Massa Sampel ... 31
3.8 Pengukuran Porositas dan Densitas ... 31
3.9 Pengujian Kekerasan, Kuat Tekan dan Kuat Impak ... 31
3.10 Analisa Kualitatif XRD ... 31
3.11 Pengujian Absorbsi Gas Buang ... 32
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 33
4.1 Susut Massa ... 33
4.2 Susut Volum (Susut Bakar) ... 34
4.3 Densitas dan Porositas ... 36
4.4 Kuat Tekan dan Kuat Pukul ... 39
4.5 Kekerasan ... 41
4.6 Uji Absorbsi Gas Buang ... 42
4.7 Hasil Uji Analisa XRD ... 47
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 49
5.1 Kesimpulan ... 49
5.2 Saran ... 50
DAFTAR PUSTAKA ... 51
(12)
DAFTAR TABEL
Nomor Judul
3.1 Tabel Komposisi Bahan Dasar dan Aditif Kaolin ... 26
4.1 Hasil Pengukuran Susut Massa ... 33
4.2 Hasil Pengukuran Susut Bakar ... 35
4.3 Hasil Pengukuran Densitas dan Porositas ... 36
4.4 Hasil Pengukuran Kuat Tekan dan Kuat Pukul ... 39
4.5 Hasil Pengukuran Kekerasan ... 41
4.6 Hasil Pengukuran Tanpa Filter ... 43
4.7 Hasil Pengukuran Absorbsi Berfilter ... 43
4.8 Hasil Pengukuran O2 Berfilter ... 45
4.9 Data XRD Kaolin + Pulp (2 , d, I, dan I/Io) ... 47
4.10 Data XRD Kaolin + Pulp (dpengamatan dan dJCPDS) ... 47
(13)
DAFTAR GAMBAR
Nomor Judul
2.1 Knalpot Kendaraan ... 7
2.2 Letak Plat Baja pada Pipa Pembuangan ... 8
2.3 Wagubsu Meninjau PT. Toba Pulp Lestari ... 10
2.4 Difraksi Sinar X ... 22
3.1 Diagram Alir Penelitian ... 27
3.2 Sampel Jadi ... 30
3.3 Pengujian Sampel Filter ... 32
4.1 Grafik Susut Massa-Persentase Kaolin ... 34
4.2 Grafik Susut Bakar-Persentase Kaolin ... 35
4.3 Grafik Densitas - Persentase Kaolin ... 37
4.4 Porositas - Persentase Kaolin ... 38
4.5 Grafik Kuat Tekan - Persentase Kaolin ... 40
4.6 Grafik Kuat Pukul - Persentase Kaolin ... 40
4.7 Grafik Kekerasan (Hv) - Persentase Kaolin ... 42
4.8 Grafik Absorbsi CO, CO2, HC - Persentase Kaolin ... 44
4.9 Grafik Absorbsi O2 - Persentase Kaolin... 46
4.10 Pola Difraksi XRD Sampel Aditif K15 ... 48
(14)
DAFTAR LAMPIRAN
Nomor Judul
A Tabel Data Pengukuran Diameter dan Tinggi Sampel Silinder ... 53
B Tabel Data Volume Silinder dan Susut Bakar ... 54
C Tabel Data Pengukuran Massa Sampel dan Susut Massa ... 55
D Tabel Densitas dan Porositas ... 56
E Laporan Analisa AAS ... 57
F Format Data Uji Gas Buang Auto 2000 ... 62
G Surat Keterangan dari PT. Astra Indonesia tbk – Auto 2000 ... 65
H Surat Keterangan Balai Riset dan Standarisasi Industri Medan ... 66
I Foto ... 67 Halaman
(15)
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Udara merupakan sumber daya alam yang sangat penting bagi kehidupan manusia. Tanpa udara manusia tidak akan dapat bertahan hidup. Seiring dengan tingginya laju pembangunan maka kualitas udarapun semakin menurun ditambah lagi tingginya arus transportasi kendaraan bermotor yang menghasilkan sisa pembakaran yang tidak sempurna. Kondisi ini sangat tampak di kota-kota besar khususnya negara-negara sedang berkembang karena masih rendahnya kebijakan yang mengatur tentang pencemaran lingkungan.
Dampak negatif dari masalah sistem transportasi ini adalah tingginya kadar polutan akibat emisi (pelepasan) dari asap kendaraan bermotor. Hal ini bisa menjadi ancaman serius bila dibiarkan begitu saja. Bukan saja bagi lingkungan yang kita diami, tapi lebih jauh bisa mengakibatkan menurunnya derajat kesehatan masyarakat dengan berjangkitnya penyakit saluran pernapasan akibat polusi udara.
Ada sekitar 2-3 juta mobil berada di Kota Jakarta pada jam-jam kantor dan ada 3-4 juta untuk sepeda motor. Jika separuh saja dari jumlah kendaraan bermotor tersebut menderu pada saat yang sama, maka akan ada berjuta-juta karbon monoksida (CO), oksida nitrogen (NOx) dan hidrokarbon (HC) yang melayang-layang mencari mangsa di udara kota. Ketiga jenis gas tersebut sangat berbahaya bagi kesehatan. CO adalah gas beracun yang apabila terhirup berlebihan dapat menyebabkan kematian
(16)
mendadak. Demikian halnya dengan NOx dan HC, keduanya merusak paru-paru sedikit demi sedikit (Kompas, 2007).
Dampak lain yang begitu dirasakan akibat menurunnya kualitas udara adalah adanya pemanasan kota karena perubahan iklim dan penipisan lapisan ozon secara regional. Lapisan ozon itu sendiri merupakan pelindung di atmosfir yang dapat mencegah pemanasan bumi dan mengurangi dampak sinar matahari yang bisa membahayakan kesehatan. Jika pemanasan bumi terus meningkat, maka permukaan laut akan meningkat pula akibat melelehnya salju abadi di kutub-kutub bumi. Sementara sinar ultraviolet dari matahari yang tidak terfilter dengan baik oleh ozon bisa menyebabkan berbagai penyakit seperti kanker kulit yang akut. Faktanya, lubang ozon saat ini sudah semakin melebar dan upaya mencegahnya belum secepat dan sebesar tindakan merusak oleh tangan manusia.
Seperti telah diuraikan diatas bahwa kendaraan bermotor merupakan salah satu sumber pencemaran udara di daerah perkotaan. Kondisi emisi kendaraan bermotor sangat dipengaruhi oleh kandungan bahan bakar dan kondisi pembakaran dalam mesin. Bahan pencemar yang terutama terdapat di dalam gas buang kendaraan bermotor adalah karbon monoksida (CO), berbagai senyawa hidrokarbon, berbagai oksida nitrogen (NOx) dan oksida sulfur (SOx), serta partikulat debu termasuk timbal (Pb). Dari segi lingkungan, emisi gas buang kendaraan bermotor juga cenderung membuat kondisi tanah dan air menjadi asam. Pengalaman di negara maju membuktikan bahwa kondisi seperti ini dapat menyebabkan terlepasnya ikatan tanah
(17)
atau sedimen dengan beberapa mineral/logam, sehingga logam tersebut dapat mencemari lingkungan (Tugaswati, 2000).
Di sisi lain, perkembangan pengetahuan dan teknologi bahan keramik dirasakan begitu pesatnya. Dari masa lampau, keramik sudah dikenal hingga saat sekarang ini banyak digunakan untuk berbagai kebutuhan antara lain untuk keperluan rumah tangga, industri mekanik, elektronika, sebagai bahan filter, bahkan dipakai juga pada bidang teknologi ruang angkasa.
Penelitian Van Vlack (1985), menyatakan bahwa salah satu keramik berporositas telah berhasil dibuat dan dimanfaatkan sebagai filter dalam penuangan logam cair, sebagai katalisator yang biasa ditempatkan dalam sistem gas buang kendaraan bermotor. Demikian halnya yang dilakukan oleh Lindqvist dan Liden pada pembuatan keramik berpori dari bahan alumina melalui cara slip casting dengan cara menambahkan tepung jagung (Lindqvist dan Liden, 2000), sementara untuk mereduksi pencemaran di atmosfer digunakan biofilter oleh Lee, dkk (2001).
Sementara dari hasil pantauan langsung penulis ke tempat P.T Toba Pulp Lestari Tbk bahwa industri pulp banyak menghasilkan limbah seperti grit, dreg dan
biosludge yang belum dimanfaatkan secara maksimal, yang apabila dibiarkan tanpa penggunaan berarti dapat menimbulkan pencemaran lingkungan. Hal ini juga menambah daftar panjang penyebab terjadinya pencemaran lingkungan.
Dari hasil analisis komposisi kimia limbah padat pulp yaitu grit, dreg dan
biosludge memiliki komposisi kimia yang dimiliki oleh bahan alami keramik seperti kaolin, clay, feldsfar dan kuarsa (Lampiran E).
(18)
1.2 Ruang Lingkup Masalah
Ruang lingkup masalah dalam penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh aditif kaolin dalam pembuatan keramik berpori dengan bahan dasar limbah padat pulp yaitu girt, dreg dan biosludge yang digunakan sebagai filter gas buang kendaraan bermotor.
1.3 Pembatasan Masalah
Pembatasan masalah dalam penelitian ini adalah pembuatan keramik berpori dari limbah padat pulp yaitu girt, dreg dan biosludge dengan bahan aditif kaolin untuk mengetahui persentase pengurangan jumlah gas-gas radikal berbahaya yaitu CO, CO2 dan HC, yang dihasilkan oleh gas buang kenderaan bermotor roda empat
dengan bahan bakar bensin (C6H12).
1.4 Perumusan Masalah
Adapun yang menjadi perumusan masalah dalam penelitian ini adalah :
a. Apakah limbah padat pulp yaitu girt, dreg dan biosludge dengan aditif kaolin dapat menghasilkan keramik berpori untuk dimanfaatkan mereduksi gas-gas radikal (CO, CO2 dan HC) yag berasal dari gas buang kederaan
bermotor berbahan bakar bensin (C6H12) ?
b. Berapa persenkah gas radikal (CO, CO2 dan HC) yang berasal dari
kenderaan bermotor roda empat dengan bahan bakar bensin (C6H12) dapat
(19)
limbah padat pulp yaitu girt, dreg dan biosludge yang diberi bahan aditif kaolin ?
1.5 Tujuan Penelitian
Yang menjadi tujuan dalam penelitian ini adalah antara lain :
a. Mengetahui cara yang baik untuk pembuatan keramik berpori dari limbah padat pulp girt, dreg dan biosludge dengan bahan aditif kaolin.
b. Untuk mengetahui apakah limbah padat pulp yaitu grit, dreg dan biosludge dengan aditif kaolin dapat dibuat sebagai keramik berpori untuk mengurangi gas radikal (CO, CO2 dan HC) yang berasal dari gas buang
kenderaan bermotor roda empat dengan bahan bakar bensin (C6H12).
c. Untuk mengetahui persentasi berkurangnya gas radikal (CO, CO2 dan HC)
yang berasal dari gas buang kenderaan bermotor roda empat dengan bahan bakar bensin (C6H12) yang dilewatkan melalui keramik berpori dari bahan
limbah padat pulp yaitu grit, dreg dan biosludge.
d. Memanfaatkan limbah padat pulp yaitu grit, dreg dan biosludge serta bahan baku lokal (kaolin).
1.6 Manfaat Penelitian
Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat bermanfaat sebagai :
a. Bahan masukan kepada perusahaan pabrik pulp agar dapat memanfaatkan limbah padat yang dihasilkan seperti grit, dreg dan biosludge.
(20)
b. Bahan masukan kepada dinas perhubungan supaya menganjurkan pemakaian filter gas buang bagi kenderaan yang emisi gas buangnya tidak memenuhi standar.
c. Mengetahui persentasi jumlah karbon bahan kaolin pada keramik berpori dalam mengurangi gas radikal (CO, CO2 dan HC) yang berasal dari gas
buang kenderaan bermotor berbahan bakar bensin (C6H12).
d. Sebagai bahan literatur untuk penelitian di bidang pemanfaatan limbah, khususnya limbah padat pulp.
(21)
BAB II
TINJAUAN TEORITIS
2.1 Gas Buang
Sisa hasil pembakaran berupa2O), gas CO atau disebut juga
2 atau disebut juga
sebagai akibat ketidaksempurnaan proses pembakara. Gas ini dikeluakan dari knalpot kendaraan (Gambar 2.1).
Gas buang kendaraan ternyata bisa dimanfaatkan. Perbedaan temperatur yang dihasilkan gas buang ternyata dapat dikonversi menjadi energi listrik atau thermoelektrik. Di bawah naungan kementerian Energi (DOE) Amerika Serikat, para peneliti berkomepetisi memanfaatkan panas dari gas yang dihasilkan kendaraan untuk membantu meningkatkan efisiensi bahan bakar kendaraan hingga 10 persen. Peneliti GM, Jihui Yang mengatakan, perangkat plat baja yang diletakkan pada pipa
(22)
pembuangan model Chevrolet Suburban, dapat meningkatkan efisiensi bahan bakar mobil tersebut hingga 5 persen atau sebanyak 0,43 km/liter. Efisiensi dapat lebih tinggi jika digunakan pada mobil yang memiliki bobot dan mesin lebih kecil (Suhartono, 2008).
Mengetahui warna gas buang merupakan sebagai langkah dini untuk mengetahui kondisi kendaraan. Jika gas buang tidak berwarna berwarna atau sedikit biru, dapat dipastikan pembakaran berlangsung baik, karena terdapat perbandingan campuran bahan bakar yang tepat. Bila gas buang berwarna kuning atau cokelat, berarti bahan bakar yang ikut dalam proses pembakaran hanya sedikit. Jika berwarna hitam menunjukkan proses pembakaran yang tidak sempurna, karena terlalu banyak bahan bakar yang masuk. Gas buang yang berwarna putih akan muncul apabila minyak pelumas terlalu banyak mengalir masuk ke dalam ruang bakar. Gas buang berwarna hitam disebabkan oleh campuran bahan bakar terlalu kaya udara sehingga tidak terjadi proses pembakaran yang sempurna. Ada beberapa kemungkinan yang menyebabkan keadaan tersebut, antara lain saringan udara tersumbat, katup udara tertutup atau karburator rusak (Forumotomotif, 2009).
(23)
2.2 Limbah Pulp
Limbah pada umumnya adalah merupakan sisa dari olahan suatu pabrik atau industri. Limbah selalu diartikan sebagai sumber pencemaran yang dapat mengganggu aktifitas maupun lingkungan yang berdampak negatif terhadap kesehatan masyarakat, lingkungan pabrik maupun kawasan sekitarnya. Pencemaran lingkungan bisa saja berdampak terhadap kenyamanan dan kesehatan masyarakat sekitarnya baik dalam jangka pendek maupun jangka panjang.
Nama baru, komitmen baru. Setelah berganti nama dari sebelumnya PT Indorayon, PT Tob Pulp Lestari menegaskan komitmen untuk menjaga kelestarian lingkungan. Sejak kembali beroperasi akhir Maret tahun 2003 setelah sekitar 4,5 tahun berhenti, PT Toba telah menutup proses produksi yang berpotensi menjadi polutan, melakukan pengelolaan limbah, serta menggunakan eucalyptus berasal dari tanaman sendiri. Saat ini, pabrik yang beberapa waktu lalu sempat mengalami beberapa kali penutupan karena persoalan lingkungan tersebut, baru memproduksi bubur kertas sebanyak 90-100 ribu ton, dari kapasitas maksimalnya 240 ribu ton. Sekitar 60-70 persen produksinya saat ini ditujukan untuk ekspor, dengan tujuan Korea, Jepang, Taiwan dan Hongkong. Untuk ekspor pulp ini, mereka harus melakukan test kualitas ke Cina (Utami, 2003).
Pada kunjungan untuk meninjau PT Toba Pulp Lestari (TPL) di Desa Sosor Ladang Kecamatan Parmaksian Kabupaten Toba Samosir pada hari Selasa, 2 Juni 2009, Wakil Gubernur Sumatera Utara H. Gatot Pujo Nugroho ST mengharapkan agar PT. Toba Pulp Lesatari (TPL) tetap memperhatikan lingkungan dalam proses
(24)
pengelolaan kayu menjadi bahan baku kertas, menggunakan teknologi ramah lingkungan dan menggenerik pertumbuhan ekonomi di wilayah sekitar. Dan, Tim Independen menilai dampak pabrik terhadap lingkungan sudah semakin terkendali. Indikator yang disampaikan adalah berkembangnya secara normal tanaman, ternak dan ikan di sekitar pabrik (Harian Analisa, 2009).
Pada Gambar 2.3 terlihat Wagubsu H. Gatot Pujo Nugroho ST dan rombongan meninjau lokasi pembibitan pohon eukalyptus pabrik PT. Toba Pulp Lesstari.
Menurut pantauan dan informasi di lapangan, jumlah limbah padat pulp di PT. Toba Pulp Lestari Tbk Porsea-Tobasa mencapai puluhan ton perharinya. Dapat dibayangkan penumpukan limbah ini setiap hari, bulan sampai pertahunnya
Bentuk limbah pada dasarnya cair atau padat, terkadang jumlahnya cukup besar, tergantung pada jenis industrinya. Limbah padat pulp adalah limbah yang diperoleh dari sisa-sisa pengolahan industri pulp. Limbah ini berupa grit, dreg dan
biosludge.
(25)
2.2.1 Grit
Grit berasal dari proses recousstisizing berupa bahan yang tidak bereaksi antara
green liquoer dan kapur tohor, yang kandungan utamanya adalah bata dan pasir yang mengandung hidroksida.
2.2.2 Dreg
Dreg merupakan bahan endapan dari green liquoer yaitu smelt yang dilarutkan dengan weak wash dari lime mud washer. Kandungan utamanya adalah silika dan bahan karbon residu organik yang tidak sempat terbakar dalam boiler. Bahan ini kaya akan karbon karena tidak bereaksi.
2.2.3 Biosludge
Merupakan campuran dari endapan limbah cair, yang diperoleh dari proses
primary dan secondary yang kandungan utamanya adalah selulosa dan bakteri yang mati. Dengan demikian perlu dilakukan pengamatan dan analisa lebih lanjut tentang senyawa-senyawa atau fasa yang dominan dari kandungan limbah padat pulp tersebut, sehingga cocok digunakan untuk membentuk material keramik
2.3 Pengertian dan Material Keramik
Keramik berasal dari kata Ceramos yang berarti batuan yang berasal dari pegunungan, dan selanjutnya menjadi kata ceramics yang dalam bahasa Inggris berarti bahan inorganik dan metalik yang merupakan campuran metal dan non metal yang terikat secara ionik dan kovalen (Sembiring, 2007).
(26)
Bahan keramik terdiri dari fasa kompleks yang merupakan senyawa unsur metal dan nonmetal yang terikat secara ionik maupun kovalen. Keramik pada umumnya mempunyai struktur kristalin dan sedikit elektron bebasnya. Susunan kimia keramik sangat bermacam-macam yang terdiri dari senyawa yang sederhana hingga campuran beberapa fasa kompleks. Hampir semua keramik merupakan senyawa antara unsur-unsur elektropositif dan elektronegatif. Keramik mempunyai sifat-sifat antara lain mudah pecah dan ketahanan rendah, kekuatan dan ikatan keramik menyebabkan tingginya titik lebur, kerapuhan, daya tahan terhadap korosi, rendahnya konduktivitas termal dan tingginya kekuatan kompressif dari material tersebut. Keramik secara umum dapat ditunjukkan oleh rumus kimia SiO2, Al2O3, CaO, Na2O,
TiC, UO2, Pbs, MgSiO3, dan lain-lain.
2.4 Bahan-Bahan Keramik 2.4.1 Kaolin
Kaolin diklasifikasikan dalam 2 jenis yaitu pertama suatu endapan residu berasal dari perubahan batu-batuan. Kedua adalah jenis pengendapan yang mana batu bagus dan partikel-partikel clay telah dipisahkan dari endapan.
Kaolin yang berasal dari preshidrotermal yaitu pengikisan yang terjadi akibat pengaruh air panas yang terdapat pada retakan dan patahan serta daerah permeable
lainnya dalam batu-batuan. Kaolin yang berasal dari proses pelapukan (sedimentasi) yaitu pelapukan batuan beku dan batuan metamorpik yang reaksinya adalah sebagai berikut :
(27)
KAlSi3O8 HAlSi3O8 + KOH (Hydrolysis)
HAlSi3O8 HAlSiO4 + 2Si O2 (Desilikation)
2HAlSiO4 + H2O (OH)4Al2Si2O5 (Hydration)
Kaolin yang dipergunakan dalam pembuatan sampel adalah kaolin yang berasal dari Kecamatan Bandar Pulau Kabupaten Asahan Sumatera Utara dengan cadangan dan potensi cukup banyak ± 7.913.000 ton (Dinas Pertambangan dan Energi Sumut, 2007).
Garis besar deretan reaksi atau perubahan fasa kaolin yang dipanaskan adalah sebagai berikut :
a. Tahap pertama : Sekitar 500oC yaitu reaksi endotermis yang sehubungan dengan hilangnya struktur air atau dehidrasi kaolinit dan pembentukan metakaolin, 2Al2O3.4SiO2.
b. Tahap kedua : Sekitar 950oC yakni reaksi eksotermis, sehubungan dengan pengkristalan yang cepat fasa bentuk jarum (spinel), disebut -Al2O3, oleh Brinley dan Nakahira
dinyatakan dengan 2Al2O3.3SiO2.
c. Tahap ketiga : Sekitar 1050 – 1100oC, sehubungan dengan reaksi eksotermis kedua dimana struktur bentuk jarum berubah menjadi fasa mullit dan selanjutnya muncul kristobalit. Jika pemanasan diteruskan akhirnya mullit akan
(28)
mengkristal dengan baik dengan komposisinya 3Al2O3.2SiO2. (Syukur, 1982)
2.4.2 Feldsfar
Feldsfar merupakan suatu silikat alamiah pada umumnya digunakan dalam pembuatan keramik sebagai bahan fluks (Fluxing Material) yaitu sebagai sumber alumina dalam gas dan sumber alkali dalam gelas serta sumber alkali dalam gelasir dan enamel.
Bahan ini dapat berupa pelebur (fondant) dengan kandungan alumino-silikat-alkali yang beraneka ragam terdiri dari :
a. Arthose : (Si3Al)O8K, Potassis
b. Albite : (Si3Al)O8Na, Sodis
c. Anorthite : (Si3Al)O8Ca, Kalsis
Dari komposisinya dapat dilihat bahwa struktur dari feldsfar tidak berbeda dengan struktur tanah liat. Feldsfar merupakan silikat alamiah, berwarna merah jambu atau kecoklat-coklatan dan merupakan mineral keramik dengan salah satu komposisinya adalah NaAlSi3O8. Feldsfar juga merupakan jaringan silikat dan satu
diantara empat atom silikon digantikan oleh atom aluminium. Pada temperatur diatas 9000C feldsfar umumnya masih dalam keadaan stabil dan tidak mengalami perubahan fasa (www.The mineral Orthoclase.com).
2.4.3 Clay (Lempung)
Clay dikenal sebagai tanah liat (Argiles), merupakan sejenis mineral halus berbentuk kepingan, gentian atau hablur yang terbentuk dari batuan sediment
(29)
(sedimensary rock) dengan ukuran butir < 1/256 mm. Pada umumnya ada 2 jenis clay
yaitu ball clay dan fire clay.
Ball Clay digunakan pada keramik putih karena memiliki plastisitas tinggi dan tegangan patah tinggi serta tidak pernah digunakan sendiri. Fire clay terdiri dari tiga jenis yaitu Flin Fire Clay yang memiliki struktur kuat, Plastik Fire Clay memiliki
workability yang baik dan High Alumina Clay yang sering dipergunakan untuk refraktori dan bahan tahan api.
2.4.4 Kuarsa (Silika)
Kuarsa adalah salah satu mineral berupa kristal sempurna berupa kristal-kristal silika (SiO2). Kuarsa merupakan hasil dari proses pelapukan yang mengandung
mineral utama seperti Al2O3, Fe2O3, Cr2O3, Na2O3, TiO2, K2O. Kuarsa berwarna putih
bening, memiliki sifat-sifat fisik dan mekanik tertentu.
2.5 Pembentukan Keramik
Proses pembentukan keramik dapat dilakukan dengan berbagai cara antara lain :
a. Die Pressing
Pada proses ini bahan keramik dihaluskan hingga membentuk bubuk, lalu dicampur dengan pengikat (binder) organik kemudian di masukkan ke dalam cetakan dan ditekan hingga mencapai bentuk padat yang cukup kuat. Metode ini umumnya digunakan dalam pembuatan ubin, keramik elektronik atau produk dengan cukup sederhana karena metode ini cukup murah.
(30)
b. Rubber Mold Pressing
Metode ini dilakukan untuk menghasilkan bubuk padat yang tidak seragam dan disebut rubber mold pressing karena dalam pembuatannya ini menggunakan sarung yang terbuat dari karet. Bubuk dimasukkan kedalam sarung karet kemudian di bentuk dalam cetakan hidrostatis.
c. Extrusion Molding
Pembentukan keramik pada metode ini melalui lobang cetakan. Metode ini biasa digunakan untuk membuat pipa saluran, pipa reactor atau material lain yang memiliki suhu normal untuk penampang lintang tetap.
c. Slip Casting
Metode ini dilakukan untuk memperkeras suspensi dengan air dan cairan lainnya, dituang ke dalam plester berpori, air akan diserap dari daerah kontak kedalam cetakan dan lapisan lempung yang kuat terbentuk.
d. Injection Molding
Bahan yang bersifat plastis diinjeksikan dan dicampur dengan bubuk pada cetakan. Metode ini banyak digunakan untuk memproduksi benda benda yang mempunyai bentuk yang komplek.
2.6 Keramik Berpori
Keramik memiliki sifat-sifat yang dibutuhkan sebagai filter antara lain tahan korosi, tidak bereaksi dengan campuran yang dipisahkan serta pori dan kekuatannya dapat diatur. Porositas dapat diatur antara lain dengan menambahkan bahan aditif
(31)
seperti serbuk kayu dan bahan lain misalnya grog yang dapat menghasilkan gas pada saat dibakar sehingga meninggalkan rongga yang disebut pori. Hasil pengukuran keramik cordierite berpori menunjukkan bahwa densitas berkisar 0,75-1,17 gr/cm3, porositas 58µ½, kekuatan patah 0,5-2 MPa, kekerasan (HV) 0,3-1,8 GPa (Sebayang, 2006).
Swedish Ceramic Institute dapat membuat keramik berpori dengan tehnik yang berbeda yang dinamakan tehnik protein suspensi hingga memperoleh porositas antara 50-80% dari volume keramik. Refractron Technologies Corp New York USA adalah badan yang meneliti dan memproduksi keramik berpori, dimana mereka memproduksi keramik berpori dengan karakteristik standar porositas antara 40-50% sedangkan HP Technical Ceramics memproduksi keramik berpori dengan standar porositas 35-50%.
Pembuatan keramik berpori dari bahan limbah juga telah dilakukan oleh Sasai, dkk (2003) dengan mencampur limbah pabrik kertas, serbuk gergajian kayu (K2CO3)
sebagai activator dan clay sebagai aditif dan dikalsinasi pada suhu 8500 C selama 1 jam pada tekanan 2 atmosfer.
2.7 Absorbsi
Absorbsi adalah terserapnya atau terikatnya suatu substansi (absorbet) pada permukaan yang dapat menyerap (absorbent) . Absorbsi dapat terjadi diantara zat padat dan zat cair, zat padat dengan gas, zat cair dengan zat cair, dan zat cair dengan gas.
(32)
Absorbsi terjadi karena molekul-molekul pada permukaan zat yang memiliki gaya tarik dalam keadaan tidak setimbang yang cenderung tertarik kearah dalam (gaya kohesi absorben lebih besar dari gaya adhesinya). Ketidakseimbangan gaya tarik tersebut mengakibatkan zat yang digunakan sebagai absorben cenderung menarik zat-zat lain yang bersentuhan dengan permukaannya.
Berdasarkan interaksi molekular antara permukaan adsorbent dengan absorbet, absorbsi dibagi menjadi dua bagian, yaitu absorbsi fisika dan absorbsi kimia. Absorbsi fisika terjadi bila gaya intermolekuler lebih besar dari gaya tarik antar molekul atau gaya tarik menarik yang relatif lemah antara absorbet dengan permukaan absorbent, gaya ini disebut gaya Van der Waals. Adsorbsi ini berlangsung cepat, dapat membentuk lapisan jamak (multilayer), dan dapat bereaksi balik
(reversible) karena energi yang dibutuhkan relatif rendah.
Absorbsi kimia terjadi karena adanya reaksi antara molekul-molekul absorbet
dengan adsorbent dimana terbentuk ikatan kovalen dengan ion. Gaya ikat absorbent
ini bervariasi tergantung pada zat yang bereaksi. Absorbsi jenis ini bersifat
irreversible dan hanya dapat membentuk lapisan tunggal (monolayer).
2.8 Porositas
Porositas adalah untuk mengetahui pori-pori (porositas) yang terdapat dalam sampel. Porositas merupakan satuan yang menyatakan keporositasan suatu material yang dihitung dengan mencari persen (%) berdasarkan daya serap bahan terhadap air
(33)
dengan perbandingan volume air yang diserap terhadap volume total sampel. Secara matematis dapat dirumuskan sebagai berikut :
Dimana : mb = massa basah (g)
mk = massa kering (g)
= massa jenis (g/cm3)
Vt = Volume total sample (cm3)
2.9 Densitas
Densitas pada material didefinisikan sebagai perbandingan antara massa (m) dengan volume (V).
Densitas dinyatakan dalam g/cm3 dan dilambangkan dengan (rho)
Dimana : m = massa (g) : V = Volume (cm3) : = Densitas (g/cm3) 2.10 Kekerasan
Kekerasan didefenisikan sebagai ketahanan bahan terhadap penetrasi pada permukaan, namun pada umumnya kekerasan menyatakan ketahanan terhadap deformasi plastis karena pada bahan yang ulet kekerasan memiliki hubungan yang sejajar dengan kekuatan. Untuk menguji kekerasan suatu material bisa digunakan berbagai macam cara, salah satu diantaranya adalah metode Vickers.
...(2.1) % 100 V ) m m ( porositas t air k b × × ρ − = ...(2.2) V m = ρ
(34)
Pengujian kekerasan dilakukan dengan alat digital Equotip Hardness Tester, dimana hasilnya dapat dibaca secara langsung dan diperoleh dalam satuan HB (Hardness of Brinnel) yang dapat dikorelasikan nilainya ke satuan Hardness of Vickers dari tabel korelasi nilai kekerasan Brinell, Rockwell dan Vickers .
2.11 Kuat Tekan
Nilai kuat tekan sampel didapat melalui tata cara pengujian secara manual dengan memberikan beban tekan bertingkat dengan peningkatan beban tertentu atas benda uji.
2.12 Kuat Pukul (Impact Strength)
Suatu bahan mungkin memiliki kekuatan tarik yang tinggi tetapi tidak memenuhi syarat untuk kondisi pembebanan kejut. Ketahanan impak biasanya diukur dengan menggunakan metod Izod atau Charpy yang bertakik maupun tidak bertakik. Pada pengujian ini beban diayun dari ketinggian tertentu untuk memukul benda uji, kemudian diukur energi yang diserap oleh perpatahan (Smallmann, 1991)
2.13 Susut Massa
Pengukuran susut massa dilakukan pada sampel uji yang berbentuk pelet dengan massa awal (sebelum dibakar).
Dimana : mo = massa sebelum dibakar
ms = massa sesudah dibakar
% 100 x m m m massa Susut o s o −
(35)
2.14 Susut Volume
Pengukuran susut volume dilakukan pada benda uji yang berbentuk pelet dengan volume awal (sebelum dibakar).
Susut Volume = x100%
V V V
o s o −
Dimana : Vo = Volume sebelum dibakar Vs = Volume sesudah di bakar
2.15 Difraksi Sinar-X
Difraksi merupakan gejala hamburan yang terjadi apabila sinar-X datang pada atom-atom dalam bidang kristal. Pada tahun 1912 fisikawan Jerman Max Van Laue menyatakan bahwa jika kristal terdiri dari barisan-barisan atom-atom yang teratur dan sinar-X adalah gelombang elektromagnetik yang mempunyai panjang gelombang yang sama dengan jarak antar atom pada kristal, maka kristal tersebut dapat mendifraksikan sinar-X.
Apabila suatu kristal dihamburkan dengan berkas sinar-X, maka setiap atom dalam kristal yang dilalui oleh sinar-X mengabsorbsi energi dan kemudian memancarkan kembali ke segala arah. Dengan demikian atom-atom itu merupakan sumber energi sekunder atau dapat dikatakan bahwa sinar x dihamburkan oleh atom-atom dalam kristal. Sinar sekunder yang berasal dari berbagai atom-atom saling berinterferensi, ada yang saling menguat dan ada pula yang saling memusnahkan.
(36)
Kemudian pada tahun 1913 teori tersebut dikembangkan oleh W. L. Bragg, yang beranggapan bahwa sinar-x yang menembus kristal akan dipantulkan oleh lapisan atom yang berikutnya seperti terlihat pada gambar dibawah ini :
Gambar.2.4 Difraksi Sinar X (Glenn, 2007)
Agar terjadi interferensi maksimum (saling menguat), sinar 1 dan sinar 2 harus se-fase. Ini berarti bahwa beda lintasan kedua harus sama dengan panjang gelombang sinar atau kelipatannya.
Jadi hubungannya memenuhi persamaan : 2d sin = n . Persamaan tersebut dikenal dengan Hukum Bragg.
Dimana : = Panjang gelombang n = orde difraksi
= sudut hamburan Bragg d = Jarak antar bidang.
Besar Sudut difraksi tergantung pada panjang gelombang berkas sinar x dan jarak d antar bidang.
1 2
Bid
(37)
2.16 Gas Analyzer
Untuk mengetahui besar persentase gas buang dari kendaraan bermotor yang terserap oleh sampel dapat ditentukan dengan persamaan matematis sebagai berikut :
Dimana : Xo = banyaknya gas CO, CO2 dan HC sebelum menggunakan filter
Xs = banyaknya gas CO, CO2 dan HC sesudah menggunakan filter %
100 x Xo
Xs Xo
(38)
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 3.1.1 Tempat Penelitian
Penelitian dilakukan di :
1. Laboratorium MIPA USU Medan.
2. Pusat Penelitian Fisika – LIPI, Kawasan Puspitek Serpong Tangerang. 3. Laboratorium Penelitian PTKI Medan.
4. Bengkel PT. Astra Motor (Auto 2000) Jl. Gatot Subroto Medan.
5. Balai Riset dan Standarisasi Industri Medan – Jl. Medan – Tj. Morawa Km. 9,3 Medan.
3.1.2 Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan mulai awal September 2008 sampai dengan Mei 2009. 3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
1. Neraca Ohauss. 2. Ayakan 100 mesh. 3. Furnace.
4. Cetakan.
(39)
6. Universal Tokyo Testing Machine.
7. Equatif Hardness Tester. 8. Gas Analyzer
9. Jangka sorong. 10. Mixer.
11. Gelas Ukur.
12. Tungku Pembakaran. 13. Iber Test.
14. AAS Type AA-680. 15. XRD.
3.2.2 Bahan
1. Limbah padat pulp dari PT. Toba Pulp Lestari, Tbk Porsea - Tobasa yang terdiri dari grit, dreg dan biosludge.
2. Kaolin dari desa Desa Bandar Pulau Pekan Dusun III Batunanggor Kab. Asahan – Prov. Sumatera Utara.
3. Air.
Perbandingan antara bahan dasar grit, dreg, biosludge dan kaolin terdapat pada Tabel 3.1.
(40)
Bahan Dasar No.
Sampel Grit (%)
Dreg (%)
Biosludge (%)
Kaolin (%)
1 47,5 47,5 5 0
2 42,5 42,5 5 10
3 37,5 37,5 5 20
4 32,5 32,5 5 30
5 27,5 27,5 5 40
6 22,5 22,5 5 50
3.3 Prosedur Penelitian
a. Pengumpulan bahan-bahan lokal.
b. Penghancuran bahan dengan ukuran butir 100 mesh .
c. Analisa Spesifikasi Bahan dengan AAS. d. Pembuatan cetakan.
e. Pembuatan sampel. f. Pembakaran.
g. Pengamatan dilakukan dengan pengukuran susut massa, porositas, densitas.
h. Uji mekanik (Kuat tekan, Kuat impak dan kekerasan). i. Uji absorbsi gas buang (GasAnalyzer).
j. Uji XRD.
(41)
k. Diagram alir penelitian.
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian Bahan Penyusun
Limbah Padat Pulp (Grit, dreg, biosliudge)
Analisis Bahan (AAS)
Pencampuran
Pencetakan
Pembakaran 1100 oC (penahanan 2 jam)
Penimbangan
Kaolin + Air
Pembutiran (100 mesh)
Pengeringan
Pendinginan (1hari)
Berfilter Tanpa Filter
Hasil (% Absorbsi CO, HC, CO2, O2,)
KESIMPULAN Uji Fisis
(susut massa, porositas, densitas)
Uji Mekanik (kekerasan, impak,
kuat tekan) Uji Absorbsi
(42)
3.4 Variabel dan Parameter Penelitian a. Variabel Penelitian
Variabel terikat pada penelitian ini adalah presentase gas buang yang terabsorbsi dan variabel bebas adalah kaolin (sebagai aditif).
b. Parameter Penelitian
Parameter adalah ukuran data yang akan diperoleh dari hasil penelitian. Dan yang menjadi parameter dalam penelitian ini adalah :
1. Susut massa. 2. Susut bakar. 3. Porositas 4. Densitas 5. Kekerasan 6. Kuat Tekan 7. Kuat Impak.
8. Absorbsi terhadap gas buang 3.5 Alat Pengumpul Data Penelitian
Alat pengumpul data adalah instrumen yang digunakan untuk mengumpulkan data, yaitu : Atomic Absorbtion Spectrometer Type A- 680 untuk menganalisa komposisi kimia bahan dasar sampel, Jangka sorong untuk mengukur diameter dan tebal sampel, Neraca Ohauss untuk mengukur massa sampel, Gas Analyzer untuk mengukur persentasi gas radikal CO, CO2, HC yang dapat terabsorbsi, Equatip Hardness Tester untuk mengukur kekerasan sampel, Universal Tokyo Testing
(43)
Machine untuk mengukur kekuatan tekan sampel. Iber Test untuk mengukur kuat pukul sampel.
3.6 Pengolahan Bahan a. Pembutiran
Pembutiran dilakukan di Laboratorium Penelitian PTKI Medan dan Balai Riset dan Standarisasi Industri Medan Jl. Medan- Tj.Morawa, dengan menggunakan alat penggiling, dan diayak dengan ukuran butiran 100 mesh untuk keempat bahan dasar (grit, dreg, biosludge dan kaolin).
b. Pencampuran (mixed)
Bahan dasar yang sudah berbentuk serbuk ditimbang, dalam hal ini dengan komposisi grit, dreg, biosludge dan kaolin seperti pada Tabel 3.1, kemudian dicampur secara merata (homogen).
c. Pembentukan sampel
Bahan yang telah ditimbang dicampur (bahan dasar + aditif) lalu ditambahkan air. Untuk perlakuan pertama, ditambahkan air 300 ml dan setiap penambahan adtif 10%, air ditambahkan air kembali 20 ml. Kemudian diaduk dengan mikser selama 1 jam, lalu dimasukkan ke dalam cetakan stainless berbentuk silinder. Cetakan ini terdiri dari dua silinder. Silinder pertama berdiameter lebih besar dengan diameter dalam 3,84 cm dan silinder kedua berdiameter lebih kecil dengan diameter luar 1,61 cm dan tinggi keduanya masing-masing 30 cm. Silinder kecil diletakkan di sebelah dalam dari silinder yang lebih besar. Bahan campuran keramik yang berbentuk serbuk
(44)
basah dituang ke dalam cetakan (ruang antara silinder besar dan silinder kecil), kemudian dipres sampai tekanan 5 ton dengan menggunakan alat Universal Tokyo Testing Mashine sehingga diperoleh sampel keramik setinggi 20 cm.
Untuk pengukuran kekuatan tekan, dibuat sampel berbentuk balok (pelet) yang panjangnya 3,30 cm, lebar 2,30 cm, dan tinggi 1,50 cm. Untuk pengukuran kekerasan dibuat sampel berbentuk koin dengan diameter 4,90 cm dan tinggi 3,20 cm.
Cetakan sampel dapat dibuka setelah 12 jam untuk silinder dan 1 jam untuk balok dan koin. Selanjutnya dibiarkan diruang terbuka selama 4 hari agar siap untuk dibakar. Sebelum dibakar terlebih dahulu ditimbang dan diukur volumenya.
d. Pembakaran
Pembakaran dengan menggunakan oven dari suhu kamar hingga suhu 1100º C kemudian ditahan selama 2 jam, kemudian oven dimatikan (off).
e. Pendinginan
Pendinginan dilakukan secara perlahan-lahan, dengan membiarkan sampel tetap didalam oven yang telah dalam kondisi off sampai selama 12 jam, kemudian dikeluarkan untuk dilakukan pengukuran-pengukuran.
(45)
3.7 Pengukuran Volum dan Massa Sampel
Pengukuran volum sampel dilakukan dengan menggunakan jangka sorong, yaitu dengan mengukur diameter dan tebal sampel. Hasil pengukuran volum sampel ditunjukkan pada Tabel 4.2. Pengukuran massa sampel dilakukan dengan menggunakan neraca Ohauss. Pengukuran ini untuk membandingkan massa sampel sebelum dan sesudah dibakar, hingga diperoleh persentasi penyusutannya, yang ditunjukkan pada Tabel 4.1.
3.8 Pengukuran Porositas dan Densitas
Pengukuran densitas dilakukan dengan membandingkan massa dan volume sampel setelah dibakar. Pengukuran porositas dilakukan dengan merendam sampel di dalam air selama satu hari (24 jam), kemudian massa sampel yang telah direndam tersebut ditimbang, lalu dihitung besarnya porositas dengan menggunakan persamaan (2.1) dan densitas dengan menggunakan persamaan (2.2).
3.9 Pengujian Kekerasan, Kuat Tekan dan Kuat Impak
Pengujian kekerasan dilakukan di Balai Riset dan Standarisasi Industri Medan, yaitu dengan menggunakan Equatip Hardness Tester. Hasil pengujian langsung tertera di monitor alat dalam satuan BH (Brinell Hardness), yang kemudian dikonversikan ke VH (Vickers Hardness).
3.10 Analisa Kualitatif XRD
Analisa mikrostruktur dilakukan dengan menggunakan X- Ray Difraction
(46)
Nama alat : X-Ray Difractometer – Philips
Type : PW1835 NC9430
Tegangan Kerja : V = 40 KV
Arus : I = 30 mA
Radiasi : COK : = 1,78897 Å
3.11 Pengujian Absorbsi Gas Buang
Uji absorbsi gas buang dilakukan di PT.Astra International TSO Auto 2000 Jl. Gatot Subroto Medan dengan menggunakan Gas Analyzer, yang bekerja secara komputerisasi. Pengujian dilakukan dengan menggunakan sampel yang berbentuk silinder dengan cara menempatkan sampel di dalam knalpot kendaraan dengan bantuan baut, kemudian dimasukkan sensor pendeteksi gas buang kedalam sampel. Pengujian untuk tiap sampel dilakukan selama 15 menit.
(47)
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Susut Massa
Data dari hasil pengukuran terhadap massa sampel sebelum dan sesudah dibakar {Lampiran B) diolah dengan menggunakan persamaan (2.1) maka diperoleh hasil seperti pada Tabel 4.1.
No Kaolin (%)
Msbl
(gr)
Msdh
(gr)
Susut massa (%)
1 0 314,45 213,50 32,10
2 10 305,67 215,24 29,58
3 20 294,42 217,50 26,13
4 30 288,55 220,27 23,66
5 40 282,63 225,76 20,12
6 50 277,59 228,25 17,77
Susut massa berkisar antara 17,77 – 32,10%. Grafik hubungan penambahan kaolin terhadap susut massa ditunjukkan pada Gambar 4.1.
(48)
Dari Gambar 4.1 terlihat bahwa semakin besar aditif kaolin yang diberikan maka akan semakin kecil persentase susut massanya. Susut massa relaatif turun secara linear seiring bertambahnya persentase kaolin. Hal ini dimungkinkan karena berkurangnya persentase grit, dreg dan biosludge yang di dalamnya terdapat bahan yang dapat terbakar (combustible material) dan dapat menjadi hilang bila dipanaskan pada suhu 1100oC.
4.2 Susut Volum (Susut Bakar)
Dari data hasil pengukuran terhadap volume sampel sebelum dan sesudah dibakar (Lampiran A dan Lampiran B) diolah dengan menggunakan persamaan (2.2) maka diperoleh hasil seperti pada Tabel 4.2.
Gambar 4.1 Grafik Susut Massa-Persentase Kaolin
Susut Massa - Kaolin
15 20 25 30 35
0 10 20 30 40 50
Kaolin (%)
S
u
su
t M
a
ssa
(
%
(49)
Vdalam
(cm3)
Vluar
(cm3)
Vsilinder
(cm3) No Kaolin
(%) Sebelum dibakar Sesudah dibakar Sebelum dibakar Sesudah dibakar Sebelum dibakar Sesudah dibakar Susut Bakar (%) 1 0 39,61 40,98 235,22 228,64 195,62 187,66 4,07 2 10 39,61 41,16 234,44 229,04 194,82 187,88 3,56 3 20 39,70 40,98 234,47 229,29 194,77 188,31 3,32 4 30 39,77 40,97 235,02 230,22 195,25 189,25 3,07 5 40 40,11 41,57 234,65 230,68 194,54 189,11 2,79 6 50 40,01 41,14 234,31 231,63 194,31 190,49 1,97
Besarnya susut bakar yang diperoleh berkisar antara 1,97 – 4,07%. Grafik hubungan penambahan kaolin terhadap susut bakar ditunjukkan pada Gambar 4.2.
Tabel 4.2 Hasil Pengukuran Susut Bakar
Gambar 4.2 Grafik Susut Bakar-Persentase Kaolin
Susut Bakar - Kaolin
1,50 2,00 2,50 3,00 3,50 4,00 4,50
0 10 20 30 40 50
Kaolin (%) Su s u t Ba k a r ( % )
(50)
Dari Gambar 4.2 ditunjukkan bahwa susut bakat relatif menurun secara linear sampai penambahan kaolin dari 0 – 40%. Kemudian menurun lebih curam setelah penambahan kaolin dari 40 – 50%. Adanya penyusutan volum dengan penambahan aditif kemungkinan disebabkan telah terjadi perubahan susunan atom pada sampel setelah terjadi proses pembakaran.
4.3 Densitas dan Porositas
Dari data hasil pengukuran terhadap volume sampel sebelum dan sesudah dibakar (Lampiran A dan Lampiran B) diolah untuk menentukan densitas dan porositas. Persamaan (2.3) digunakan untuk menentukan persentase porositas dan persamaan (2.4) digunakan untuk menentukan besar densitas. Setelah diadakan pengukuran, maka diperoleh hasil dari kedua pengukuran seperti pada Tabel 4.3.
No Kaolin (%)
Mkering
(gr)
Mbasah
(gr)
Vkering
(cm3)
Densitas (g/cm3)
Porositas (%)
1 0 213,50 315,34 187,66 1,14 54,27
2 10 215,24 312,20 187,88 1,15 51,61 3 20 217,50 307,27 188,31 1,16 47,67 4 30 220,27 300,04 189,25 1,16 42,15 5 40 225,76 290,25 189,11 1,19 34,10 6 50 228,25 281,50 190,49 1,20 27,96
(51)
Besar densitas sampel yang diukur berkisar antara 1,14 – 1,20% dan besar porositas berkisar antara 27,96 –54,27%. Grafik hubungan antara densitas dan penambahan persentase kaolin ditujukkan pada Gambar 4.3.
Dari Gambar 4.3 terlihat bahwa densitas relatif naik dengan landai pada 0 – 20% kaolin, dan pada penambahan 20 – 30% kaolin, densitas relatif tetap. Dan, kembali densitas relatif naik secara linear pada penambahan di atas 30 – 40% kaolin. Pada penambahan persentase kaolin 40 – 50% densitas naik relatif landai dibanding sebelumnya.
Grafik hubungan antara porositas dan penambahan persentase kaolin ditujukkan pada Gambar 4.4.
Gambar 4.3 Grafik Densitas - Persentase Kaolin
DENSITAS - KAOLIN
1,13 1,14 1,15 1,16 1,17 1,18 1,19 1,20 1,21
0 10 20 30 40 50
Kaolin (%) D ens it as ( g /c m ^ 3 )
(52)
Dari Gambar 4.4 terlihat bahwa poroitas relatif menurun secara linear seiring penambahan persentase kaolin.
Dari kedua grafik densitas dan porositas ditunjukkan bahwa terdapat korelasi yang jelas antara besarnya densitas dan porositas dengan penambahan persentase kaolin. Besarnya densitas berbanding lurus dengan pertambahan kaolin, artinya semakin besar persentase kaolin semakin besar pula densitas sampel. Sebaliknya terdapat hubungan terbalik antara porositas dengan pertambahan pertambahan kaolin, yaitu bahwa semakin besar pertambahan kaolin maka semakin kecil pula porositasnya. Kedua hal ini terjadi karena bahan kaolin memang dimaksudkan untuk menambah densitas dari sampel. Tapi kemungkinan juga sebagian pori tidak terjadi
Gambar 4.4 Grafik Porositas - Persentase Kaolin
POROSITAS - KAOLIN
20 30 40 50 60
0 10 20 30 40 50
Kaolin (%)
P
o
ro
si
ta
s (
%
(53)
karena grit, dreg, biosludge diikat kaolin sehingga tak terbakar habis pada saat pembakaran.
4.4 Kuat Tekan dan Kuat Pukul
Setelah melakukan pengujian terhadap kekuatan tekan maka diperoleh hasil pengujian seperti pada Tabel 4.4 berikut.
No Kaolin (%)
Kuat Tekan (P) (MPa)
Kuat Pukul (MPa)
1 0 0,98 1,49 x 10-2
2 10 17,64 1,58 x 10-2
3 20 30,38 2,64 x 10-2
4 30 51,45 2,72 x 10-2
5 40 53,90 3,34 x 10-2
6 50 69,58 4,05 x 10-2
Dari hasil pengujian diperoleh pengukuran kuat tekan 0,98 – 69,58 MPa, dan kuat pukul sampel berkisar antara 1,49 x 10-2 – 4,05 x 10-2 MPa. Grafik hubungan antara kuat tekan dan kuat pukul dengan persentase penambahan kaolin ditujukkan pada Gambar 4.5 dan Gambar 4.6.
Dari Gambar 4.5 ditunjukkan bahwa kuat tekancenderung secara linear. Pada penambahan persentase kaolin 30% terjadi perubahan besar kuar tekan meskipun tidak begitu signifikan dibandingkan pada penambahan persentase kaolin lainnya.
(54)
Gambar 4.5 Grafik Kuat Tekan - Persentase Kaolin KUAT TEKAN - KAOLIN
0 20 40 60 80
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Kaolin (%) K u at T e k an ( M P a)
Gambar 4.6 Grafik Kuat Pukul - Persentase Kaolin
KUAT PUKUL - KAOLIN
0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05
0 10 20 30 40 50
Kaolin (%) K uat T ek an ( M P a)
(55)
Dari Gambar 4.6 ditunjukkan bahwa kuat pukul relatif tetap sampai penambahan persentase kaolin 20%, lalu kemudian relatif naik dengan landai sampai 30%. Pada penambahan persentase kaolin sampai 40% , kuat pukul turun dengan relatif sangat landai, dan kenudian naik relatif curam pada penambahan persentase kaolin 40% sampai 50%.
4.5 Kekerasan
Dari hasil pengujian kekerasan yang telah dilakukan dengan menggunakan
Equotip Harness Tester diperoleh data hasil pengujian sebagaimana tertera pada Tabel 4.5 berikut ini.
No Kaolin (%)
Brinell Hardness(HB)
(MPa)
Vickers Hardness (Hv)
(MPa)
1 0 - -
2 10 82 87
3 20 93 99
4 30 96 102
5 40 103 109
6 50 120 127
(56)
Dari Tabel 4.5 ditunjukkan bahwa kekerasan sampel berkisar dari 87 – 127 MPa. Grafik hubungan antara kekerasan dengan penambahan persentase kaolin ditunjukkan pada Gambar 4.7.
Dari Gambar 4.7 ditunjukkan bahwa kekerasan relatif naik dari penambahan persentase kaolin dari 10 – 20%, dan setelah penambahan persentase kaolin dari 20 – 30% relatif naik konsatan. Pada penambahan persentase kaolin 30 – 40%, kekeran relatif meningkat dengan lebih landai.secara linear. Dari penambahan persentase kaolin 40 – 50%, kekerasan sampel relatif naik secara curam.
4.6 Uji Absorbsi Gas Buang
Pertama dilakukan uji absorbsi tanpa filter sampel untuk mengetahui keadaan awal dari gas buang (Lampiran F).
Gambar 4.7 Grafik Kekerasan (Hv) - Persentase Kaolin KEKERASAN (Hv) - KAOLIN
80 90 100 110 120 130 140
10 20 30 40 50
Kaolin (%) K e ker a san ( M P a )
(57)
Hasil pengukuran awal tanpa filter diterakan pada Tabel 4.6 berikut ini..
Kemudian selanjutnya dilakukan pengujian dengan menggunakan filter sampel dari tiap-tiap persentase kaolin yang pengujiannya berlangsung sekitar 15 menit (Lampiran F). Hasil pengujian ini tertera pada Tabel 4.7.
Dengan Filter Absorbsi
(%) No
Kaolin (%)
CO CO2 HC CO CO2 HC
1 0 3,696 5,08 565 47,41 43,11 48,87
2 10 3,594 5,16 568 48,86 42,22 48,60
3 20 3,543 5,02 554 49,59 43,78 47,91
4 30 0,201 0,36 134 97,14 95,97 87,87
5 40 3,766 5,39 589 46,41 39,64 46,70
6 50 4,483 6,64 702 36,21 25,64 36,47
Dari Tabel 4.7 diperoleh absorbsi CO terentang antara 36,21 – 97,14%, absorbsi CO2 di antara 25,64 – 95,97%, absorbsi HC antara 36,47 – 87,87%.
Tanpa Filter
CO CO2 HC O2 7,028 8,93 1101 1,39 Tabel 4.6 Hasil Pengukuran Tanpa Filter
(58)
Grafik hubungan antara absorbsi CO, CO2, HC dengan persentase penambahan
kaolin ditujukkan pada Gambar 4.8.
Bentuk grafik ketiga absorbsi gas buang relatif memiliki bentuk yang sama (Gambar 4.8). Absorbsi CO relatif konstan sampai penambahan persentase kaolin 20%, lalu relatif meningkat sangat tajam pada penambahan persentase kaolin sampai 30%, lalu turun kembali dengan curam sampai pertambahan persentase kaolin 40%, dan kemudian turun kembali relatif linear sampai pertambahan persentase kaolin 50%. Absorbsi gas CO2 dan gas HC relatif sama dengan gas CO pada petambahan
persentase kaolin yang sama juga. Namun dari grafik terlihat bahwa ketiga gas Gambar 4.8 Grafik Absorsi CO, CO2, HC - Persentase Kaolin
ABSORBSI CO, CO2, HC - KAOLIN
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0
10
20
30
40
50
Kaolin (%)
A
b
so
rb
si
(%
)
C0CO2 HC
(59)
memiliki penunjukkan yang sama untuk aborbsi terbesar yaitu pada penambahan persentase kaolin 30 %. Ini menunjukkan bahwa absorbsi optimal sampel berada pada komposisi terbaik.
Berbeda dengan ketiga gas lainnya, jumlah gas O2 ternyata bertambah. Hal
tertera pada Tabel 4.8 (Lampiran F).
No
Kaolin
(%) O2 Berfilter
Pertambahan O2
(%)
1 0 9,83 607,19
2 10 10,05 623,02
3 20 10,25 637,41
4 30 18,96 1264,03
5 40 9,45 579,86
6 50 6,96 400,72
Dari Tabel 4.8 ditunjukkan bahwa pertambahan persentase O2 berkisar antara
400,72 – 1264,03%. Hubungan persentase pertambahan O2 dengan persentase kaolin
ditunjukkan pada Gambar 4.9.
(60)
Jika jumlah ketiga gas lainnya berkurang, gas O2 malah bertambah.
Kemungkinan hal ini terjadi karena karena terjadinya permunian karbon. Namun demikian, meskipun jumlah O2 bertambah dari 400,72 – 1264,03%, pertambahn
jumlah ini tidak begitu signifikan dibandingkan ketiga gas lainnya.
Dari grafik terlihat bahwa O2 memiliki penambahan maksimal pada
pertambahan persentase kaolin 30 %. Ini menunjukkan bahwa komposisi terbaik dari sampel tersebut.
Gambar 4.9 Grafik Persentase Pertambahan O2 - Persentase Kaolin
OKSIGEN - KAOLIN
200 400 600 800 1000 1200 1400
0 10 20 30 40 50
Kaolin (%)
P
e
rt
a
m
ba
ha
n (
%
(61)
4.7 Hasil Uji Analisa XRD
Hasil uji sampel untuk aditif 30% kaolin analisa XRD ditunjukkan pada Tabel 4.9 dan Tabel 4.10.
Tabel 4.9 Data XRD Kaolin + Pulp (2 , d, I, dan I/Io)
(62)
Pola difraksi sampel ditunjukkan pada Gambar 4.10
Dari hasil uji XRD yang dilakukan pada sampel dengan aditif 30% (K15)
tampak bahwa intensitas maksimum terjadi pada puncak ke-6. Pada keadaan ini fasa yang terbentuk adalah fasa Aluminium Oxide (Al2O3 ).
1 2
5 6
8 9 10 11 12
3 4 7
(63)
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1 Kesimpulan
Keramik berpori dengan aditif kaolin sebagai filter gas buang kenderaan bermotor berbahan bakar premium (C6H12) dengan memanfaatkan limbah padat pulp
sebagai bahan dasarnya, telah diuji dengan kesimpulan sebagai berikut :
1. Keramik berpori berbahan dasar limbah padat pulp yaitu grit,dreg dab
biosludge dengan aditif kaolin telah berhasil dibuat.
2. Filter gas buang yang telah dibuat berhasil mengurangi polusi udara dari gas buang kenderaan bermotor sebesar 36,21 – 97,14% CO, 25,64 – 95,97% CO2, dan 36,47 – 87,87% HC.
3. Filter gas kenderaan bermotor ini ternyata dapat meningkatkan persentase O2 sebesar 400,72 – 1264,03%.
4. Karakteristik bahan keramik yang telah diuji yaitu susut massa 17,77 – 32,10%, susut bakar 1,97 – 4,07%, densitas 1,14 – 1,20% , porositas 27,96 –54,27%, kuat tekan 0,98 – 69,58 MPa, kuat pukul 1,49 x 10-2 – 4,05 x 10-2 MPa, kekerasan 87 – 127 MPa.
(64)
5.2 Saran
1. Perlu dilakukan pengujian lanjutan dengan melakukan pengubahan komposisi penambahan persentase aditif kaolin dengan memadu campuran bahan penyusun keramik lainnya, misalnya, clay, ataupun lainnya.
2. Perlu dilakukan pengujian lanjutan untuk memanfaatkan limbah padat pulp lainnya, misalnya fly ash.
3. Perlu kajian selanjutnya untuk pemakaian sebagai filter gas buang pada kenderaan bermotor berbahan bakar solar.
4. Perlu dilakukan penelitian lanjutan mengenai desain dan nilai ekonomis untuk aplikasi.
(65)
DAFTAR PUSTAKA
E. Y. Lee,, K. S. Cho, H. D. Han and H.W. Ryu,(2001), Hydrogen Sulfide Effects on
Ammonia Removal by a Biofilter Seeded with Earthworm Casts.
Lindqvist, Karin and Eva Liden, (2000). Porous Ceramic. Swedish Ceramic Institute : Sweden
Sasai R, et al, (2003). Preparation of Pourous Ceramic Material Dispersed with Activated Carbon from Industrial Solid Wastes and Their Caracerization.
Jurnal of Ceramic Society of Japan. Vol III no. 1299 (November) pp. 826 – 830
Sebayang Perdamean, (2006). Pengaruh Penambahan Serbuk Kayu Terhadap Karakteristik Keramik Cordierite Berpori Sebagai Bahan Filter Gas Buang. Pusat Penelitian Fisika - LIPI, Serpong.
Sembiring Anwar Dharma, (1995), Pembuatan Keramik Berpori Dengan Menggunakan Karbon Aktif Sebagai Aditifnya . FMIPA, USU, Medan
Sembiring Anwar Dharma, (1990), Penguat Bahan Keramik Untuk Konstruksi. Tesis, Fakultas Pascasarjana Universitas Indonesia, Jakarta
Syukur, M (1982) Studi Difraksi Sinar-X Mengenai Perubahan Fasa Kaolin Bangka yang Dipanaskan. Tesis. S-2 Fisika. ITB. Bandung.
Tugaswati, T.A (2000) Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor Dan Dampaknya Terhadap Kesehatan. Jurnal.
Van Vlack, Lawrence H, (1985). Ilmu dan Teknologi Bahan. Ed ke 5 (Djapri, Sriati, Trans), Erlangga, Jakarta.
______Dinas Pertambangan dan Energi Sumatera Utara (2007). ______Harian Analisa, Halaman 11. (Selasa, 9 Juni 2009).
______http://www.forumotomotif.com/index.php?topic=187.0 (Diakses : 11 Juni 2009).
(66)
______Suhartono (http://rizkibeo.wordpress.com/2008/09/04/gas-buang-kendaraan-bisa-dijadikan-energi-baru/ -Diakses 12 Juni 2009).
______Utami.N.Dhian. (http://www.tempointeractive.com/hg/ekbis/2003/08/15/ brk, 20030815-19,id.html – diakses 12 Juni 2009)
2009).
______ ______www.refractron.com (Diakses 11 April 2009).
(67)
Lampiran A Tabel Pengukuran Diameter dan Tebal Sampel
DIAMETER DALAM DIAMETER LUAR TINGGI
N0 KAOLIN
(%)
KODE
SAMPEL sebelum sesudah sebelum sesudah sebelum sesudah
1 0 K01 1,58 1,60 3,86 3,80 20,04 20,01
2 0 K02 1,60 1,63 3,87 3,82 20,05 20,02
3 0 K03 1,58 1,61 3,86 3,81 20,05 20,02
4 0 K04 1,59 1,62 3,87 3,82 20,02 20,00
5 0 K05 1,59 1,62 3,87 3,82 20,04 20,01
6 0 K06 1,58 1,61 3,87 3,82 20,04 20,01
Rata-rata 1,59 1,62 3,87 3,82 20,04 20,01
7 10 K11 1,59 1,62 3,87 3,82 20,04 20,00
8 10 K12 1,59 1,63 3,86 3,82 20,06 20,03
9 10 K13 1,58 1,62 3,86 3,82 20,03 20,00
10 10 K14 1,59 1,62 3,87 3,83 20,05 20,01
11 10 K15 1,59 1,62 3,85 3,81 20,05 20,02
12 10 K16 1,58 1,61 3,85 3,81 20,04 20,01
Rata-rata 1,59 1,62 3,86 3,82 20,05 20,01
13 20 K21 1,58 1,61 3,86 3,82 20,05 20,02
14 20 K22 1,59 1,62 3,86 3,82 20,03 20,00
15 20 K23 1,59 1,62 3,87 3,83 20,05 20,02
16 20 K24 1,58 1,61 3,87 3,83 20,05 20,02
17 20 K25 1,60 1,62 3,85 3,81 20,03 20,02
18 20 K26 1,59 1,61 3,85 3,81 20,05 20,02
Rata-rata 1,59 1,62 3,86 3,82 20,04 20,02
19 30 K31 1,60 1,62 3,86 3,82 20,04 20,01
20 30 K32 1,59 1,61 3,87 3,83 20,03 20,00
21 30 K33 1,59 1,61 3,87 3,83 20,03 20,02
22 30 K34 1,58 1,62 3,87 3,84 20,02 20,00
23 30 K35 1,58 1,61 3,86 3,83 20,06 20,02
24 30 K36 1,59 1,62 3,87 3,84 20,05 20,01
Rata-rata 1,59 1,62 3,87 3,83 20,04 20,01
25 40 K41 1,60 1,63 3,86 3,83 20,04 20,01
26 40 K42 1,60 1,63 3,86 3,83 20,04 20,01
27 40 K43 1,60 1,63 3,86 3,83 20,04 20,01
28 40 K44 1,60 1,62 3,86 3,82 20,04 20,01
29 40 K45 1,59 1,62 3,86 3,83 20,05 20,02
30 40 K46 1,60 1,63 3,86 3,83 20,05 20,03
Rata-rata 1,60 1,63 3,86 3,83 20,04 20,02
31 50 K51 1,60 1,62 3,86 3,83 20,04 20,01
32 50 K52 1,58 1,61 3,86 3,84 20,04 20,03
33 50 K53 1,58 1,60 3,86 3,84 20,03 20,00
34 50 K54 1,60 1,62 3,85 3,83 20,03 20,01
35 50 K55 1,61 1,63 3,87 3,85 20,04 20,02
36 50 K56 1,60 1,63 3,86 3,85 20,02 19,99
(68)
Lampiran B Tabel Data Pengukuran Volume Silinder dan Susut Bakar
Volume dalam Volume luar Volume silinder
N0 KAOLIN
(%)
KODE
SAMPEL sebelum sesudah sebelum sesudah sebelum sesudah
Susut Bakar (%)
1 0 K01 39,27 40,21 234,39 226,82 195,12 186,61 4,36
2 0 K02 40,29 41,76 235,73 229,33 195,44 187,57 4,03
3 0 K03 39,29 40,74 234,51 228,13 195,22 187,39 4,01
4 0 K04 39,75 41,20 235,49 229,10 195,74 187,90 4,01
5 0 K05 39,77 41,22 235,61 229,22 195,84 188,00 4,00
6 0 K06 39,27 40,72 235,61 229,22 196,34 188,50 3,99
Rata-rata 39,61 40,98 235,22 228,64 195,62 187,66 4,07
7 10 K11 39,77 41,20 235,61 229,10 195,84 187,90 4,05
8 10 K12 39,81 41,78 234,63 229,44 194,82 187,66 3,68
9 10 K13 39,25 41,20 234,27 229,10 195,02 187,90 3,65
10 10 K14 39,79 41,24 235,73 230,42 195,94 189,18 3,45
11 10 K15 39,79 41,24 233,2 228,13 193,41 186,89 3,37
12 10 K16 39,27 40,27 233,18 228,02 193,91 187,75 3,18
Rata-rata 39,61 41,16 234,44 229,04 194,82 187,88 3,56
13 20 K21 39,29 40,74 234,51 229,33 195,22 188,59 3,40
14 20 K22 39,75 41,20 234,27 229,10 194,52 187,90 3,40
15 20 K23 39,79 41,24 235,73 230,53 195,94 189,29 3,39
16 20 K24 39,29 40,74 235,73 230,53 196,44 189,79 3,39
17 20 K25 40,29 41,24 233,3 228,13 193,01 186,89 3,17
18 20 K26 39,79 40,74 233,3 228,13 193,51 187,39 3,16
Rata-rata 39,70 40,98 234,47 229,29 194,77 188,31 3,32
19 30 K31 40,27 41,22 234,39 229,22 194,12 188,00 3,15
20 30 K32 40,27 41,22 234,39 229,22 194,12 188,00 3,15
21 30 K33 39,75 40,70 235,49 230,30 195,74 189,60 3,14
22 30 K34 39,79 40,73 235,73 230,53 195,94 189,80 3,13
23 30 K35 39,25 41,20 235,49 231,51 196,24 190,31 3,02
24 30 K36 39,31 40,74 234,63 230,53 195,32 189,79 2,83
Rata-rata 39,77 40,97 235,02 230,22 195,25 189,25 3,07
25 40 K41 39,79 41,22 235,73 231,62 195,94 190,40 2,83
26 40 K42 40,27 41,73 234,39 230,42 194,12 188,69 2,80
27 40 K43 40,27 41,73 234,39 230,42 194,12 188,69 2,80
28 40 K44 40,27 41,73 234,39 230,42 194,12 188,69 2,80
29 40 K45 39,79 41,24 234,51 230,53 194,72 189,29 2,79
30 40 K46 40,29 41,78 234,51 230,65 194,22 188,87 2,75
Rata-rata 40,11 41,57 234,65 230,68 194,54 189,11 2,79
31 50 K51 40,27 41,22 234,39 230,42 194,12 189,20 2,53
32 50 K52 39,27 40,76 234,39 231,85 195,12 191,09 2,07
33 50 K53 39,25 40,19 234,27 231,54 195,02 191,35 1,88
34 50 K54 40,25 41,22 233,06 230,40 192,81 189,18 1,88
35 50 K55 40,78 41,76 235,61 232,95 194,83 191,19 1,87
36 50 K56 40,23 41,69 234,16 232,59 193,93 190,90 1,56
Rata-rata 40,01 41,14 234,31 231,63 194,31 190,49 1,97
Contoh perhitungan menentukan susut bakar sampel K15 dengan menggunakan persamaan 2.4 :
% 100 V V V bakar Susut % sbl sdh sbl − × = % 37 , 3 % 100 89 , 186 41 , 193 = × − =
(69)
Lampiran C Tabel Data Pengukuran Massa Sampel dan Susut Massa
N0 KAOLIN
(%) KODE SAMPEL MASSA SEBELUM MASSA SESUDAH SUSUT MASSA (%)
1 0 K01 314,12 213,49 32,04
2 0 K02 314,42 213,48 32,10
3 0 K03 314,50 213,58 32,09
4 0 K04 314,35 213,48 32,09
5 0 K05 314,68 213,49 32,16
6 0 K06 314,60 213,50 32,14
Rata-rata 314,45 Rata-rata 32,10
7 10 K11 305,50 215,25 29,54
8 10 K12 305,42 215,20 29,54
9 10 K13 305,81 215,22 29,62
10 10 K14 305,98 215,25 29,65
11 10 K15 305,70 215,22 29,60
12 10 K16 305,60 215,30 29,55
Rata-rata 305,67 215,24 29,58
13 20 K21 294,01 217,46 26,04
14 20 K22 294,42 217,50 26,13
15 20 K23 294,68 217,56 26,17
16 20 K24 294,50 217,45 26,16
17 20 K25 294,73 217,50 26,20
18 20 K26 294,20 217,55 26,05
Rata-rata 294,42 217,50 26,13
19 30 K31 288,62 220,29 23,67
20 30 K32 288,74 220,28 23,71
21 30 K33 288,40 220,25 23,63
22 30 K34 288,20 220,26 23,57
23 30 K35 288,54 220,27 23,66
24 30 K36 288,82 220,28 23,73
Rata-rata 288,55 220,27 23,66
25 40 K41 282,51 225,75 20,09
26 40 K42 282,42 225,74 20,07
27 40 K43 282,67 225,80 20,12
28 40 K44 282,80 225,75 20,17
29 40 K45 282,64 225,76 20,12
30 40 K46 282,72 225,78 20,14
Rata-rata 282,63 225,76 20,12
31 50 K51 277,61 228,12 17,83
32 50 K52 277,42 228,25 17,72
33 50 K53 277,74 228,30 17,80
34 50 K54 277,82 228,28 17,83
35 50 K55 277,65 228,26 17,79
36 50 K56 277,30 228,28 17,68
Rata-rata 277,59 228,25 17,77
Contoh perhitungan menentukan susut mssa sampel K15 dengan menggunakan
persamaan 2.3 :
% 6 , 29 % 100 22 , 215 70 , 305 = × − = % 100 m m m massa Susut % sbl sdh sbl − × =
(70)
Lampiran D Tabel Densitas dan Porositas
NO KAOLIN
(%) KODE SAMPEL MASSA KERING MASSA BASAH VOL UME
KERING DENSITAS POROSITAS
1 0 K01 213,49 315,25 186,61 1,14 54,53
2 0 K02 213,48 315,36 187,57 1,14 54,32
3 0 K03 213,58 315,40 187,39 1,14 54,34
4 0 K04 213,48 315,20 187,90 1,14 54,14
5 0 K05 213,49 315,35 188,00 1,14 54,18
6 0 K06 213,50 315,50 188,50 1,13 54,11
Rata-rata 213,50 315,34 187,66 1,14 54,27
7 10 K11 215,25 312,12 187,90 1,15 51,55
8 10 K12 215,20 312,20 187,66 1,15 51,69
9 10 K13 215,22 312,30 187,90 1,15 51,67
10 10 K14 215,25 312,25 189,18 1,14 51,27
11 10 K15 215,22 312,16 186,89 1,15 51,87
12 10 K16 215,30 312,14 187,75 1,15 51,58
Rata-rata 215,24 312,20 187,88 1,15 51,61
13 20 K21 217,46 307,10 188,59 1,15 47,53
14 20 K22 217,50 307,12 187,90 1,16 47,70
15 20 K23 217,56 307,21 189,29 1,15 47,36
16 20 K24 217,45 307,30 189,79 1,15 47,34
17 20 K25 217,50 307,50 186,89 1,16 48,16
18 20 K26 217,55 307,40 187,39 1,16 47,95
Rata-rata 217,50 307,27 188,31 1,16 47,67
19 30 K31 220,29 300,00 188,00 1,17 42,40
20 30 K32 220,28 300,02 188,00 1,17 42,41
21 30 K33 220,25 300,04 189,60 1,16 42,08
22 30 K34 220,26 300,03 189,80 1,16 42,03
23 30 K35 220,27 300,06 190,31 1,16 41,93
24 30 K36 220,28 300,07 189,79 1,16 42,04
Rata-rata 220,27 300,04 189,25 1,16 42,15
25 40 K41 225,75 290,20 190,40 1,19 33,85
26 40 K42 225,74 290,22 188,69 1,20 34,17
27 40 K43 225,80 290,26 188,69 1,20 34,16
28 40 K44 225,75 290,30 188,69 1,20 34,21
29 40 K45 225,76 290,25 189,29 1,19 34,07
30 40 K46 225,78 290,24 188,87 1,20 34,13
Rata-rata 225,76 290,25 189,11 1,19 34,10
31 50 K51 228,12 281,50 189,20 1,21 28,21
32 50 K52 228,25 281,52 191,09 1,19 27,88
33 50 K53 228,30 281,54 191,35 1,19 27,82
34 50 K54 228,28 281,60 189,18 1,21 28,18
35 50 K55 228,26 281,41 191,19 1,19 27,80
36 50 K56 228,28 281,45 190,90 1,20 27,85
Rata-rata 228,25 281,50 190,49 1,20 27,96
Contoh perhitungan menentukan densitas dan porositas sampel K15 dengan
menggunakan persamaan 2.4 dan 2.3 :
3 cm / g 15 , 1 22 , 215 = = krg krg V m
Densitas= 100%
V ) m m ( Porositas krg air krg bsh × ρ − = % 87 , 51 % 100 1 ). 22 , 215 16 , 312 ( = × − =
(71)
Lampiran E Laporan Analisa AAS 1. Biosludge.
(72)
(73)
(74)
(75)
5. Hasil Pengukuran Densitas Serbuk Pulp
(76)
(77)
(78)
(79)
(80)
(81)
Lampiran I Foto
Cetakan Universal Tokyo Testing Machine
(82)
Timbunan limbah pulp
(1)
Joskar : Pembuatan Keramik Berpori Dari Limbah Padat Pulp Dengan Aditif Kaolin Sebagai Filter Gas Buang, 2009 USU Repository © 2008
(2)
Joskar : Pembuatan Keramik Berpori Dari Limbah Padat Pulp Dengan Aditif Kaolin Sebagai Filter Gas Buang, 2009 USU Repository © 2008
(3)
Joskar : Pembuatan Keramik Berpori Dari Limbah Padat Pulp Dengan Aditif Kaolin Sebagai Filter Gas Buang, 2009 USU Repository © 2008
(4)
Joskar : Pembuatan Keramik Berpori Dari Limbah Padat Pulp Dengan Aditif Kaolin Sebagai Filter Gas Buang, 2009 USU Repository © 2008
(5)
Joskar : Pembuatan Keramik Berpori Dari Limbah Padat Pulp Dengan Aditif Kaolin Sebagai Filter Gas Buang, 2009 USU Repository © 2008
Lampiran I Foto
Cetakan
Universal Tokyo Testing Machine
Mikser Tungku
Pembakaran
(6)
Joskar : Pembuatan Keramik Berpori Dari Limbah Padat Pulp Dengan Aditif Kaolin Sebagai Filter Gas Buang, 2009 USU Repository © 2008