Pengaruh Konsentrasi Perekat Daun Jambu Mete dan Tekanan Pengempaan dalam Pembuatan Briket dari Sekam Padi dan Ketaman Kayu

PENGARUH KONSENTRASI PEREKAT DAUN JAMBU
METE DAN TEKANAN PENGEMPAAN DALAM
PEMBUATAN BRIKET DARI SEKAM
PADI DAN KETAMAN KAYU

SKRIPSI

Oleh

WIDYA GEMA BESTARI
110405028

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
OKTOBER 2015

PENGARUH KONSENTRASI PEREKAT DAUN JAMBU
METE DAN TEKANAN PENGOMPAKAN DALAM
PEMBUATAN BRIKET DARI SEKAM

PADI DAN KETAMAN KAYU

SKRIPSI

Oleh

WIDYA GEMA BESTARI
110405028

SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
OKTOBER 2015

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI
Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:


PENGARUH KONSENTRASI PEREKAT DAUN JAMBU
METE DAN TEKANAN PENGEMPAAN DALAM
PEMBUATAN BRIKET DARI SEKAM PADI
DAN KETAMAN KAYU
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 di kemudian hari terbukti bahwa karya
ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima
sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.

Medan,

Oktober 2015

Widya Gema Bestari
NIM 110405028


i

PRAKATA
Puji dan syukur Penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas limpahan rahmat
dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan
skripsi dengan judul “Pengaruh Konsentrasi Perekat Daun Jambu Mete dan
Tekanan Pengempaan dalam Pembuatan Briket dari Sekam Padi dan Ketaman
Kayu”, berdasarkan hasil penelitian yang Penulis lakukan di Departemen Teknik
Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini merupakan salah
satu syarat untuk mendapatkan gelar Sarjana Teknik.

Penelitian ini memberikan informasi mengenai penggunaan perekat daun jambu
mete dalam mempengaruhi kualitas briket serta pemanfaatan limbah pertanian dan
limbah kayu menjadi produk yang berguna sehingga menambah nilai ekonomis
limbah itu sendiri serta mengurangi jumlah limbah. Penelitian ini diharapkan
dapat memberikan sumbangan ilmu pengetahuan mengenai pembuatan briket
sebagai sumber energi.
Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini, Penulis banyak
mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu Penulis mengucapkan terima
kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada:

1.

Prof. Dr. Ir. Rosdanelli Hasibuan, MT selaku Pembimbing

2.

Dr. Ir. Fatimah, MT selaku Penguji

3.

Dr. Erni Misran, ST, MT selaku Penguji

4.

Ir. Renita Manurung, MT selaku Koordinator Skripsi

5.

Dr. Ir. Iriany, M.Si selaku Kepala Laboratorium Operasi Teknik Kimia


6.

Muhammad Hendra Sahputra Ginting, ST, MT selaku Dosen
Pembimbing Akademik

7.

Dr. Eng. Ir. Irvan, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia USU

8.

Seluruh Dosen/Staf Pengajar dan Pegawai Administrasi Departemen
Teknik Kimia

9.

Mutiara Mendopa selaku partner dalam penyelesian skripsi

iii


10. Keluarga Laboratorium Operasi Teknik Kimia, Kelvin Hadinatan, Nurul
Aini, Muhammad Fauzy Tarigan, Yos Pawer Ambarita, Adrian Hartanto,
Silvia, Veronica Sirait, Sukardi, Putri Retno Wahyu Ningsih, Fery
Panjaitan, Adelina Suciani Purba, Kenrick dan Dicky Setiawan Tanjung.
11. Sahabat-sahabat di Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara stambuk
2011 khususnya Intan Afrilia, Yusrina Ika Putri, Dwi Gita Ferani, Atikah
Risyad, Ayu Afrina, Dania Khaerani Syabri, Resi Levi Permadani, Yola
Melida, Azzah Muna Izdiharo, Lulu Ika Wirani, Ermi Yusmida Sormin,
Rina Windayani, Rio Agung Prakoso, Muhammad Amri Prayogo dan Iloan
Pandang H.M

Penulis menyadari bahwa laporan hasil penelitian 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,

Oktober 2015


Penulis
Widya Gema Bestari

iv

DEDIKASI

Skripsi ini didedikasikan kepada orang tua,
Ayahanda Nofizar dan Ibunda Syafirna atas
Pengorbanan, kasih sayang, do’a dan kesabaran,
kepada saudara kembarku, Nadya Gema Bestari
atas bantuan dan dukungan
serta adikku, Imam Rahmat Ghaffari
atas semangat dan keceriaan

v

RIWAYAT HIDUP PENULIS

Nama

: Widya Gema Bestari
NIM
: 110405028
Tempat, tanggal lahir : Padang, 09 Februari 1993
Nama Orang Tua
: Nofizar dan Syafirna
Alamat Orang Tua:
Jl. Karyawisata Villa Prima Indah Blok C No.11, Medan
Johor, Medan, Sumatera Utara
Asal Sekolah:
 TK Aisyiah Padang tahun 1998–1999
 SD Negeri 024 Padang tahun 1999-2002
 SD Kartika 1-9 Pekanbaru tahun 2002-2005
 SMP Negeri 1 Pekanbaru tahun 2005–2008
 SMA Negeri 8 Pekanbaru tahun 2008–2009
 SMA Negeri 1 Palembang tahun 2009-2011
Pengalaman Organisasi/Kerja:
1. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) FT USU periode
2014/2015 sebagai anggota Bidang Hubungan Keluar Instansi dan Alumni
2. Covalen Study Group (CSG) periode 2013/2014 sebagai anggota Bidang

Hubungan Masyarakat
3. Asisten Laboratorium Operasi Teknik Kimia, Departemen Teknik Kimia,
Universitas Sumatera Utara tahun 2014/2015 modul Tray Dryer, Heat
Exchanger, Adjustable Bed Flow Channel, Kolom Absorpsi Gas, dan
Mixing

vi

ABSTRAK
Pembuatan briket biasanya dibuat dengan bantuan perekat. Perekat berfungsi
merekatkan arang satu sama lain sehingga terbentuk briket yang kuat dan kompak.
Beberapa variabel yang mempengaruhi kualitas briket antara lain bahan baku,
proses pengarangan, dan tekanan pengempaan. Penelitian pembuatan briket ini
menggunakan arang sekam padi dan ketaman kayu sebagai bahan baku dengan
perekat daun jambu mete. Semua variabel secara tidak langsung mempengaruhi
kandungan fixed carbon briket yang sangat menentukan nilai kalor briket. Nilai
kalor briket adalah faktor terpenting penentuan kualitas briket. Pada penelitian ini
nilai kalor briket tertinggi sebesar 3.045,8271 kal/g diperoleh dengan proses
pengarangan sekam padi dan ketaman kayu menggunakan metode 1, tekanan
pengempaan 85 kg/cm2 dan konsentrasi perekat 15% dimana perbandingan sekam

padi dan ketaman kayu adalah 1:1 dengan ukuran partikel 100 mesh. Nilai kalor
briket ini masih sangat rendah dan tidak sesuai dengan standar briket Indonesia.
Daun jambu mete tidak baik digunakan sebagai perekat pada briket karena
berdasarkan uji tekan, briket yang dihasilkan pada setiap variasi konsentrasi
perekat, proses pengarangan, dan tekanan pengempaan memiliki struktur yang
lunak, tidak kuat, dan mudah hancur.

Kata kunci : Briket, Sekam Padi, Ketaman Kayu, Daun Jambu Mete, Proses
Pengarangan, Nilai Kalor

vii

ABSTRACT
Briquette is usually made using binder. Binder can embed charcoal each other to
form strong and compact briquettes. Some other variables beside binder that
influence the quality of briquettes include raw material, compacting presseure and
carbonization process. This research used rice husk and shaving woods as raw
material with cashew leaves as binder. All variables affect the content of fixed
carbon of the briquettes that influence the caloric value of the briquettes. The
caloric value is the most important factor for determining the quality of the

briquettes. In this research, the highest caloric value of the briquettes was
3.045,8271 cal/g. It was achieved when rice husk and shaving wood were
carbonized by method 1 with compaction pressure of 85 kg/cm2 and binder
concentration of 15% where the ratio of rice husks and wood shaving was1: 1
with particle size of 100 mesh. The caloricvalue of the briquettes was still very
low and did not meet the qualification of Indonesian standard for briquettes.
Based on the strength test, cashew leaves couldn’t be used as briquette’s binder.
The produced briquettes that used cashew leaves as binder had soft structure and
easily destroyed.
Keywords : Briquettes, Rice Husk, Wood Shaving,
Carbonization Process, Caloric Value

viii

Cashew

Leaves,

DAFTAR ISI
Halaman
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

i

PENGESAHAN

ii

PRAKATA

iii

DEDIKASI

v

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

vi

ABSTRAK

vii

ABSTRACT

viii

DAFTAR ISI

ix

DAFTAR GAMBAR

xii

DAFTAR TABEL

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

xv

DAFTAR SINGKATAN

xvii

BAB I PENDAHULUAN

1

1.1 LATAR BELAKANG

1

1.2 PERUMUSAN MASALAH

5

1.3 TUJUAN PENELITIAN

6

1.4 MANFAAT PENELITIAN

6

1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN

6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

9

2.1 BIOMASSA

9

2.1.1 Sekam Padi

10

2.1.2 Ketaman Kayu

12

2.2 KARBONISASI

13

2.3 BRIKET

14

2.4 PEREKAT

16

2.5 TEKANAN PENGEMPAAN

17

2.7 ANALISA EKONOMI

18

ix

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

19

3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN

19

3.2 BAHAN DAN PERALATAN

20

3.2.1

Bahan Penelitian

20

3.2.2

Peralatan Penelitian

20

3.3 RANCANGAN PENELITIAN

21

3.4 PROSEDUR PENELITIAN

21

3.4.1

Persiapan Bahan Baku Proses Pengarangan 1

21

3.4.1.1 Persiapan Sekam Padi

21

3.4.1.2 Persiapan Ketaman Kayu

21

3.4.2

Persiapan Bahan Baku Proses Pengarangan 2

22

3.4.3

Persiapan Perekat Daun Jambu Mete

22

3.4.4

Proses Pembuatan Briket

22

3.5 PROSEDUR ANALISA

23

3.5.1

Analisa Kadar Bahan Volatil

23

3.5.2

Analisa Kadar Abu

23

3.5.3

Analisa Kadar Air

24

3.5.4

Analisa Fixed Carbon

24

3.5.5

Analisa Uji Kalor

24

3.5.6

Analisa Uji Tekan

25

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

26

4.1 ANALISIS KUALITAS BRIKET

26

4.1.1

Analisis Kadar Air

26

4.1.1.1 Analisis Pengaruh Konsentrasi Perekat terhadap
Kadar Air

26

4.1.1.2 Analisis Pengaruh Tekanan Pengempaan terhadap
Kadar Air

28

4.1.1.3 Analisis Pengaruh Proses Pengarangan terhadap
Kadar Air
4.1.2

30

Analisis Kadar Senyawa Volatil

32

4.1.2.1 Analisis Pengaruh Konsentrasi Perekat terhadap
Kadar Senyawa Volatil

x

32

4.1.2.2 Analisis Pengaruh Tekanan Pengempaan terhadap
Kadar Senyawa Volatil

33

4.1.2.3 Analisis Pengaruh Proses Pengarangan terhadap
Kadar Senyawa Volatil
4.1.3

Analisis Kadar Abu

35
36

4.1.3.1 Analisis Pengaruh Konsentrasi Perekat terhadap
Kadar Abu

36

4.1.3.2 Analisis Pengaruh Proses Pengarangan terhadap
Kadar Abu
4.1.4

37

Analisis Kandungan Fixed Carbon

38

4.1.4.1 Analisis Pengaruh Konsentrasi Perekat terhadap
Kandungan Fixed Carbon

38

4.1.4.2 Analisis Pengaruh Tekanan Pengempaan terhadap
Kandungan Fixed Carbon

39

4.1.4.3 Analisis Pengaruh Proses Pengarangan terhadap
Kandungan Fixed Carbon
4.1.5

42

Analisis Nilai Kalor

4.2 ANALISIS SIFAT FISIK BRIKET

44

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

46

5.1 KESIMPULAN

46

5.2 SARAN

46

DAFTAR PUSTAKA

47

xi

DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 1.1

Konsumsi Energi di Indonesia

1

Gambar 4.1

Pengaruh Konsentrasi Perekat terhadap Kadar Air
Briket

27

Gambar 4.2

Kurva Pengeringan

28

Gambar 4.3

Pengaruh Tekanan Pengempaan terhadap Kadar Air
Briket

Gambar 4.4

Hubungan

29
Konsentrasi

Perekat

terhadap

Kadar

Senyawa Volatil Briket
Gambar 4.5

32

Hubungan Tekanan Pengempaan terhadap

Kadar

Senyawa Volatil Briket
Gambar 4.6

34

Hubungan Konsentrasi Perekat terhadap Kadar Abu
Briket

Gambar 4.7

37

Hubungan Konsentrasi Perekat terhadap Kandungan
Fixed Carbon Briket

Gambar 4.8

39

Hubungan Tekanan Pengempaan terhadap Kandungan
Fixed Carbon Briket

Gambar 4.9

40

Hubungan Kandungan Fixed Carbon terhadap Nilai
Kalor Briket

43

Gambar L1.1 Flowchart Persiapan Sekam Padi (Proses Pengarangan
1)
Gambar L1.2 Flowchart

56
Persiapan

Ketaman

Kayu

(Proses

Pengarangan 1)

57

Gambar L1.3 Flowchart Persiapan Sekam Padi dan Ketaman Kayu
(Proses Pengarangan 2)

58

Gambar L1.4 Flowchart Persiapan Perekat Daun Jambu Mte

59

Gambar L1.5 Flowchart Proses Pembuatan Briket

60

Gambar L1.6 Flowchart Analisa Kadar Bahan Volatil

61

Gambar L1.7 Flowchart Analisa Kadar Abu

62

xii

Gambar L1.8 Flowchart Analisa Kadar Air

63

Gambar L1.9 Flowchart Analisa Uji Kalor

65

Gambar L1.10 Flowchart Analisa Uji Tekan

65

Gambar L4.1 Foto Bahan Baku Sekam Padi

73

Gambar L4.2 Foto Bahan Baku Ketaman Kayu

73

Gambar L4.3 Foto Arang Sekam Padi dan Ketaman Kayu

74

Gambar L4.4 Foto Daun Jambu Mete

74

Gambar L4.5 Foto Pencetak Briket

75

Gambar L4.6 Foto Briket

75

xiii

DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1 Rangkuman

Hasil

Penelitian

terdahulu

Mengenai

Pembuatan Briket

4

Tabel 2.1 Data Produksi Padi dan Sekam Padi pada Tahun 20072010

10

Tabel 2.2 Komposisi Sekam Padi

11

Tabel 2.3 Perkembangan Produksi Gergajian di Sumatera Utara

12

Tabel 2.4 Standar Kualitas Briket di Beberapa Negara

15

Tabel 3.1 Jenis Kegiatan dan Jadwal Pelaksanaan Penelitian

19

Tabel 3.2 Rancangan Percobaan Penelitian

21

Tabel 4.1 Data Kadar Air Briket berbagai Perlakuan

30

Tabel 4.2 Data Kadar Senyawa Volatil Briket berbagai Perlakuan

35

Tabel 4.3 Data Kadar Abu Briket berbagai Perlakuan

38

Tabel 4.4 Data Kandungan Fixed Carbon Briket berbagai Perlakuan

41

Tabel 4.5 Data Kandungan Fixed Carbon dan Nilai Kalor Briket

42

Tabel L2.1 Hasil Analisis Kadar Air Briket

66

Tabel L2.2 Hasil Analisis Kadar Senyawa Volatil Briket

67

Tabel L2.3 Hasil Analisis Kadar Abu Briket

68

Tabel L2.4 Hasil Analisis Kadar Fixed Carbon Briket

69

Tabel L2.5 Hasil Uji Nilai Kalor Briket

70

xiv

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
LAMPIRAN 1 FLOWCHART PENELITIAN
L1.1 FLOWCHART

PERSIAPAN

BAHAN

56
BAKU

PROSES

PENGARANGAN 1

56

L1.1.1 Flowchart Persiapan Sekam Padi

56

L1.1.2 Flowchart Persiapan Ketaman Kayu

57

L1.2 FLOWCHART

PERSIAPAN

BAHAN

BAKU

PROSES

PENGARANGAN 2

58

L1.3 FLOWCHART PERSIAPAN PEREKAT DAUN JAMBU
METE

59

L1.4 FLOWCHART PROSES PEMBUATAN BRIKET

60

L1.5 FLOWCHART ANALISA KADAR BAHAN VOLATIL

61

L1.6 FLOWCHART ANALISA KADAR ABU

62

L1.7 FLOWCHART ANALISA KADAR AIR

63

L1.8 FLOWCHART ANALISA UJI KALOR

64

L1.9 FLOWCHART ANALISA UJI TEKAN

65

LAMPIRAN 2 DATA PENELITIAN

66

L2.1 DATA KADAR AIR BRIKET

66

L2.2 DATA KADAR SENYAWA VOLATIL BRIKET

67

L2.3 DATA KADAR ABU BRIKET

68

L2.4 DATA KADAR FIXED CARBON BRIKET

69

L2.5 DATA NILAI KALOR BRIKET

70

LAMPIRAN 3 CONTOH PERHITUNGAN

71

L3.1 PERHITUNGAN KADAR AIR

71

L3.2 PERHITUNGAN KADAR SENYAWA VOLATIL

71

L3.3 PERHITUNGAN KADAR ABU

72

L3.4 PERHITUNGAN KANDUNGAN FIXED CARBON

72

LAMPIRAN D DOKUMENTASI PENELITIAN

73

L4.1 FOTO BAHAN BAKU SEKAM PADI

73

xv

L4.2 FOTO BAHAN BAKU KETAMAN KAYU

73

L4.3 FOTO ARANG KEDUA BAHAN BAKU

74

L4.4 FOTO DAUN JAMBU METE

74

L4.5 FOTO PENCETAK BRIKET

75

L4.6 FOTO PRODUK

75

xvi

DAFTAR SINGKATAN
KP

Konsentrasi Perekat

PAC

Percentage Ash Content

PMC

Percentage Moisture Content

PP1

Proses Pengarangan 1

PP2

Proses Pengarangan 2

PVM

Percentage Volatile Matter

TP

Tekanan Pengempaan

xvii