ANALISA THERMOGRAVIMETRY PROSES PEMBAKARAN LIMBAH PERTANIAN.

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

ANALISA THERMOGRAVIMETRY PROSES PEMBAKARAN
LIMBAH PERTANIAN

SKRIPSI
Diajukan sebagai salah satu syarat
untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik

Oleh :
DINAR PRAMADYA PUTERA
NIM. I1412005

JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2015
commit to user


perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

commit to user

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

commit to user

iii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

ANALISA THERMOGRAVIMETRY PROSES PEMBAKARAN

LIMBAH PERTANIAN
Dinar Pramadya Putera
Jurusan Teknik Mesin
Universitas Sebelas Maret Surakarta
E-mail : dinarpramadya@gmail.com
Abstrak
Analisa thermogravietry (TGA) digunakan dalam penelitian ini untuk
meneliti karakteristik pembakaran limbah pertanian. Limbah pertanian yang diteliti
adalah corncob, sisa gergaji kayu jati, sekam padi, jerami dan kulit singkong.
Masing-masing sampel ditimbang sebesar 10 gram dan kemudian dipanaskan di
dalam tungku pembakaran mulai dari temperatur ruangan, sampai tidak terdapat
penurunan massa atau hingga penurunan massa konstan, dengan heating rate
sebesar 10 oC/min dan diasumsikan laju aliran massa udara di dalam tungku
sebelum terjadi proses pembakaran adalah 0 m/s atau tidak ada udara yang mengalir
di dalam tungku. Hasil dari penelitian ini menunjukan bahwa, ITVM (Volatile
Matter Initiation Temperature) terendah dimiliki oleh corncob dengan temperatur
204,2 oC dan yang tertinggi adalah sisa gergaji kayu jati yaitu sebesar 247 oC. ITFC
(Fixed Carbon Initiation Temperature) dari jerami adalah yang terendah dan ITFC
dari sekam adalah yang tertinggi dengan temperatur masing-masing sebesar 261,2
o

C untuk jerami dan 354,2 oC untuk sekam. Sekam pada penelitian ini mempunyai
PT (Peak Temperature) yang paling tinggi, yaitu sebesar 740,2 oC sementara yang
terendah adalah jerami dengan temperatur sebesar 647,8 oC. BT (Burning
Temperature) yang tertingi adalah milik jerami dengan temperatur 445,8 oC
sedangkan sisa gergaji kayu jati memiliki BT terendah yaitu sebesar 383,8 oC.
Kata Kunci : Analisa thermogravietry, pembakaran, biomass, limbah pertanian

commit to user

iv

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

THERMOGRAVIMETRY ANALYSIS OF THE COMBUSTION
OF AGRICULTURAL WASTE
Dinar Pramadya Putera
Mechanical Engineering
Sebelas Maret University Surakarta

E-mail : dinarpramadya@gmail.com
Abstract
Thermogravimetry Analysis (TGA) was used to investigate the combustion
characteristics of agricultural waste. Agricultural waste biomass sampel such as
corncobs, teak wood saw dust, rice husk, straw and cassava peel were used in this
study. Each sample was weighed by 10 gram and then heated in a furnace from
room temperature, until there is no mass loss or until constant mass reduction, with
a heating rate of 10 °C/min and assumed the mass flow rate of air in the furnace
before the burning process is 0 m/s or no air flow in the furnace. Results from this
study showed that, corncobs has lowest ITVM (Volatile Matter Initiation
Temperature) with 204.2 oC temperature and the highest ITVM was teak wood saw
dust with 247 oC temperature. The lowest ITFC (Fixed Carbon Initiation
Temperature) owned by straw for 261.2 oC and the highest ITFC owned by rice
husk for 354.2 oC. Rice husk in this study has the highest PT (Peak Temperature)
for 740.2 oC while the lowest was straw with 647.8 oC temperature. The highest BT
(Burning Temperature) owned by straw with 445.8 oC temperature while teak wood
saw dust have the lowest BT for 383.8 oC.
Keywords : Thermogravimetry Analysis, combustion, biomass, agricultural waste

commit to user


v

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat
serta karunia-Nya kepada penulis sehingga mampu menyelesaikan penyusunan
skripsi

dengan

judul

“ANALISA

THERMOGRAVIMETRY


PROSES

PEMBAKARAN LIMBAH PERTANIAN”. Skripsi ini disusun sebagai salah satu
syarat untuk menyelasaikan jenjang pendidikan strata satu (S1) di jurusan Teknik
Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret.
Pada kesempatan ini penulis ingin mengucapkan terima kasih atas segala
bantuan dan perhatian selama melaksanakan riset dan penyusunan skripsi. Untuk
itu penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada:


Allah SWT yang atas kehendak-Nya telah menghendaki terselesaikannya
skripsi ini.



Orang tua dan seluruh anggota keluarga yang telah memberikan dukungan
secara moral dan material.




Bapak Eko Prasetyo Budiana, S.T., M.T., selaku dosen pembimbing I yang
telah memberikan inspirasi dan bimbingan dalam menyelesaikan penulisan
skripsi ini.



Bapak Prof. Dr. Dwi Aries Himawanto, S.T., M.T., selaku dosen
pembimbing II yang telah memberikan inspirasi dan bimbingan dalam
menyelesaikan penulisan skripsi ini.



Bapak Dr. Eng. Syamsul Hadi, S.T., M.T., selaku ketua program studi
Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret.



Bapak D. Danardono, S.T., M.T., Phd., selaku ketua program studi S1 Non
Reguler jurusan Teknik Mesin Universitas Sebelas Maret.




Seluruh Dosen Teknik Mesin yang telah memberikan ilmu, inspirasi dan
motivasi selama menjalani proses perkuliahan.



Rekan seperjuangan, atas waktu, bantuan moral, materi dan motivasinya
selama ini semoga Allah memberikan kesabaran dan kemudahan.



Dara Uswatun Hasanah, atas dukungan moral, motivasi, dan semangat
semoga Allah selalu memberikan kelancaran dan kemudahan.
commit to user

vi

perpustakaan.uns.ac.id




digilib.uns.ac.id

Semua pihak yang telah membantu dalam proses pembuatan skripsi ini.
Walaupun penulis tidak bisa menyebutkan satu persatu, tetapi kontribusi
anda sekalian begitu berarti.
Penulis telah berusaha menampilkan apa yang terbaik dengan semampunya,

dan penulis berharap semoga skripsi ini bermanfaat dan dapat menambah wawasan
bagi yang membacanya. Penulis menyadari masih terdapat banyak kekurangan,
oleh karena itu saran dan kritik penulis harapkan untuk menghasilkan karya
berikutnya yang lebih baik lagi.

Surakarta, Juli 2015

Dinar Pramadya Putera

commit to user


vii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL................................................................................................ i
SURAT TUGAS .................................................................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................ iii
ABSTRAK ............................................................................................................ iv
ABSTRACT ............................................................................................................v
KATA PENGANTAR ........................................................................................... vi
DAFTAR ISI ........................................................................................................ viii
DAFTAR GAMBAR ...............................................................................................x
DAFTAR TABEL .................................................................................................. xi
BAB I PENDAHULUAN .....................................................................................1
1.1 Latar Belakang .................................................................................1
1.2 Perumusan Masalah .........................................................................2

1.3 Batasan Masalah...............................................................................3
1.4 Tujuan dan Manfaat Penelitian ........................................................3
1.5 Sistematika Penulisan ......................................................................4
BAB II KAJIAN PUSTAKA ..................................................................................5
2.1 Tinjauan Pustaka ..............................................................................5
2.1.1. Pembakaran ..........................................................................5
2.2 Dasar Teori .....................................................................................11
2.2.1. Pengujian Sifat Bahan Bakar Padat....................................11
2.2.2. Mekanisme Pembakaran Bahan Bakar Padat .....................13
2.2.3. Analisa Thermogravimetry.................................................15
BAB III METODE PENELITIAN.........................................................................17
3.1 Tempat Pelaksanaan .......................................................................17
3.2 Alat dan Bahan ...............................................................................17
3.2.1. Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian .................17
3.2.2. Alat-alat yang digunakan dalam penelitian ........................19
3.3 Jalan Penelitian...............................................................................24
3.3.1. Persiapan ............................................................................24
3.3.2. Pengujian Bahan.................................................................25
3.3.3. Pembakaran ........................................................................26
3.4 Diagram Penelitian .........................................................................27
BAB IV DATA DAN ANALISA .........................................................................29
4.1 Hasil Uji Proximate Bahan Mentah ..............................................29
4.2 Karakteristik Pembakaran .............................................................30
4.2.1. Karakteristik pembakaran corncob ...................................30
4.2.2. Karakteristik pembakaran sisa gergaji kayu jati ...............31
4.2.3. Karakteristik pembakaran sekam padi ..............................33
4.2.4. Karakteristik pembakaran jerami ......................................35
4.2.5. Karakteristik pembakaran kulit singkong .........................36
4.3 Perbandingan Karakteristik Pembakaran Limbah Pertanian .........38
4.3.1. Karakteristik penurunan massa pembakaran ....................38
4.3.2. Karakteristik temperatur pembakaran ..............................39
4.3.3. Karakteristik laju penurunan massa pembakaran .............41

commit to user

viii

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ...............................................................43
5.1 Kesimpulan ....................................................................................43
5.2 Saran ..............................................................................................44
DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................45
LAMPIRAN ..........................................................................................................47

commit to user

ix

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Kurva TG pembakaran corncob ..........................................................5
Gambar 2.2. Kurva TG pembakaran partikel kayu jati dan kotoran sapi ...............6
Gambar 2.3. Kurva TG-DTG beberapa sampel dengan heating rate 10 oC/min .....7
Gambar 2.4. Grafik laju penurunan massa biomassa mentah dan semi-kokas .......8
Gambar 2.5. Grafik TG pembakaran jerami pada heating rate berbeda .................9
Gambar 2.6. Grafik DTG pembakaran bamboo mentah dan bamboo dengan
perlakuan panas ................................................................................10
Gambar 2.7. Penampang melintang pembakaran bahan bakar padat ....................13
Gambar 2.8. Grafik thermogravimetry ..................................................................15
Gambar 2.9. Grafik proses pembakaran ................................................................16
Gambar 3.1. Corncob .............................................................................................17
Gambar 3.2. Sisa gergaji kayu jati .........................................................................17
Gambar 3.3. Sekam padi ........................................................................................18
Gambar 3.4. Jerami ...............................................................................................18
Gambar 3.5. Kulit Singkong .................................................................................18
Gambar 3.6. Furnace ............................................................................................19
Gambar 3.7. Tungku Pembakaran ..........................................................................19
Gambar 3.8. Timbangan digital AND GF-300 .......................................................20
Gambar 3.9. Data akuisisi ADAM 4018 .................................................................21
Gambar 3.10. Wadah .............................................................................................23
Gambar 3.11. Rangka .............................................................................................23
Gambar 3.12. Skema thermobalance .....................................................................25
Gambar 3.13. Diagram penelitian .........................................................................27
Gambar 3.13. Diagram penelitian .........................................................................28
Gambar 4.1. Karakteristik pembakaran corncob ..................................................30
Gambar 4.2. Karakteristik pembakaran sisa gergaji kayu jati ..............................32
Gambar 4.3. Karakteristik pembakaran sekam padi .............................................33
Gambar 4.4. Karakteristik pembakaran jerami .....................................................35
Gambar 4.5. Karakteristik pembakaran kulit singkong ........................................36
Gambar 4.6. Perbandingan karakteristik penurunan massa pembakaran ..............38
Gambar 4.7. Perbandingan karakteristik temperatur pembakaran .........................39
Gambar 4.8. Perbandingan karakteristik laju penurunan massa pembakaran ........41

commit to user

x

perpustakaan.uns.ac.id

digilib.uns.ac.id

DAFTAR TABEL
Tabel 1.1. Konsumsi BBM dan non BBM di Indonesia .........................................1
Tabel 1.2. Produksi minyak bumi di Indonesia ......................................................2
Tabel 2.1. Daerah reaksi beberapa sampel biomassa pada heating rate
10 oC/min ................................................................................................7
Tabel 2.2. ITVM, ITFC, PT, BT bambu mentah, bambu dengan perlakuan
panas ....................................................................................................10
Tabel 3.1 Spesifikasi timbangan digital ................................................................20
Tabel 3.2 Spesifikasi data akuisisi .......................................................................21
Tabel 4.1. Uji proximate limbah pertanian ...........................................................29
Tabel 4.2. Perbandingan karakteristik pembakaran ..............................................42

commit to user

xi