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
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