Studi Pembuatan Bio-Briket dan Uji Karakteristik Sifat Mekanik Pada Pofa (Palm Oil Fly Ash) Terhadap Variasi Tekanan
STUDI PEMBUATAN BIO-BRIKET DAN UJI KARAKTERISTIK SIFAT
MEKANIK PADA POFA (PALM OIL FLY ASH) TERHADAP VARIASI
TEKANAN
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
FIKRI TAHER
NIM.100401113
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2016
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik kimia dan
kandungan/komposisi Palm Oil Fly Ash (POFA) serta bagaimana pengaruh
tekanan pengepresan terhadap sifit fisis dan mekanis POFA yang diubah menjadi
bentuk briket dengan menggunakan perekat organik yaitu tepung kanji dengan
metode kompaksi metalurgi. Bahan yang digunakan dalam penilitian ini adalah
serbuk abu pembakaran kelapa sawit atau disebut Palm Oil Fly Ash (POFA) yang
diperoleh di industri pabrik kelapa sawit (PKS) yang berada di kecamatan Teluk
Panji. Pembuatan briket diawali dengan penggilingan POFA kemudian diayak
dengan lolos mesh 0.175, dibakar dengan suhu 450 oC, diendapkan didalam air
selama 24 jam dan dijemur hingga kadar air sedikit. Pembriketan dilakukan
dengan cara pencampuran bahan baku, bahan perekat dan air sebanyak 480:400
dan diberikan variasi tekanan 85 kg, 90 kg, 95 kg, 100 kg, 105 kg dengan suhu
pengeringan briket 150oC. Hasil penelitian menunjukkan bahwa senyawa kimia
SI-O yang terdapat pada POFA cukup besar yaitu 33% dan segaris lurus dengan
hasil gugus fungsi FTIR yang hasil serapannya cukup kuat. Densitas tertinggi
terdapat pada tekanan 105 kg sebesar 0,978 g/cm 3. Hasil penelitian menunjukkan
bahwa spesimen dengan pengaruh variasi tekanan yang paling baik yaitu dimiliki
spesimen dengan variasi tekanan 105 kg, hal itu dikarenakan hasil tekan sebesar
19,32 N/cm2, kekerasan sebesar 0,95 kg/cm2 dan juga pada makrostruktur tekanan
105 kg mengalami porositas yang sangat sedikit. Bahan baku Palm Oil Fly Ash
sangat berpengaruh pada hasil sifat mekanik dikarenakan semakin tinggi
kandungan nilai senyawa kimia SI-O yang terdapat pada POFA semakin baik juga
hasil yang didapat pada sifat mekanik.
Kata kunci : Briket, Palm Oil Fly Ash, variasi tekanan
i
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
This study aims to determine the chemical characteristics and properties /
composition Palm Oil Fly Ash (POFA) and how the influence of the pressing
pressure against the physical and mechanical sifit Pofa converted into the form of
briquettes using organic adhesive is starch with metallurgical compacting
methods. The materials used in this research is the oil palm ash powder or called
Palm Oil Fly Ash (POFA) obtained in industrial palm oil mill (PKS) located in the
district of Teluk Panji. Briquetting begins with milling Pofa sieved to pass the
0,175 mesh, was burned at a temperature of 450oC, precipitated in water for 24
hours and dried until the water content slightly. Briquetting is done by mixing raw
materials, adhesives and water as much as 480: 400 and given variations in
pressure of 85 kg, 90 kg, 95 kg, 100 kg, 105 kg with a drying temperature of
150oC briquettes. The results showed that the SI-O chemical compounds
contained in Pofa large enough that 33% and a straight line with the results of the
functional groups FTIR absorption results are strong enough. The highest density
of 105 kg contained at a pressure of 0.978 g/cm3. The results showed that the
specimens with the influence of pressure variation of the nicest is owned
specimens with 105 kg of pressure variations, it is because the press the results of
19.32 N/cm2, hardness of 0.95 kg/cm2 and also the pressure of 105 kg experienced
makrostruktur very little porosity. Raw materials Palm Oil Fly Ash is very
influential on the outcome of the mechanical properties due to the higher value
content SI-O chemical compounds contained in Pofa the better the results
obtained on the mechanical properties.
Keywords: Briquette, Palm Oil Fly Ash, pressure variation
ii
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat ALLAH Subhanahuwata’ala yang telah memberikan
rahmat dan karunia-Nya. Shalawat dan salam kepada Rasulullah Muhammad
SAW sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian skripsi ini.
Skripsi ini adalah salah satu syarat mahasiswa untuk dapat lulus menjadi
Sarjana Teknik di Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara. Adapun judul skripsi yang dipilih diambil dari mata kuliah
Proses Produksi Non-Logam, yaitu “STUDI PEMBUATAN BIO-BRIKET
DAN UJI KARAKTERISTIK SIFAT MEKANIK
PADA POFA (PALM
OIL FLY ASH) TERHADAP VARIASI TEKANAN”.
Di dalam penulisan skripsi ini penulis banyak mendapatkan bantuan dari
berbagai pihak yang telah memberikan bantuan dan motivasi sehingga penulis
dapat menyelesaikan skripsi ini serta penulis banyak mengucapkan banyak terima
kasih Bapak Ir.Tugiman.MT sebagai Dosen Pembimbing yang telah memberikan
arahan dan bimbingan kepada penulis.
Pada kesempatan ini penulis tidak lupa mengucapkan banyak terima kasih
sedalam-dalamnya kepada:
1. Bapak Dr.Ing.Ir.Ikhwansyah Isranuri dan Ir.Syahril Gultom, MT selaku
Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik USU.
Bapak Suprianto, ST.MT selaku Koordinator Skripsi.
2. Bapak Ir.Tugiman.MT sebagai Dosen Pembimbing Skripsi yang banyak
memberi arahan, bimbingan, motivasi, nasehat, dan pelajaran yang sangat
berharga selama proses penyelesaian Skripsi ini.
3. Seluruh Staf Pengajar DTM FT USU yang telah memberikan bekal
pengetahuan kepada penulis hingga akhir studi selesai, dan seluruh
pegawai administrasi DTM FT USU, juga kepada staf Fakultas Teknik.
4. Kedua orang tua tercinta dan tersayang, Ayahanda H. Ir. Haditiwarman
dan Ibunda Hj. Ridha Wahyuni.
5. Kakak dan adik tersayang, Hj. dr. Ayu Riza Hani dan Arief Fadillah atas
doa dan motivasinya yang tiada hentinya untuk memberikan semangat
kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini.
iii
Universitas Sumatera Utara
6. Teman seperjuangan teuku sabri albana, lingga, sapril dan tito hadiguna
yang telah membantu, memberikan masukan dan saran kepada penulis.
7. Seluruh kawan-kawan stambuk 2010 yang telah memberikan dukungan
baik berupa tenaga dan motivasi kepada penulis.
8. Putri dwiastuti yang telah memberikan dukungan dan semangat kepada
penulis.
9. Teman-teman yang telah banyak memberikan bantuan dan suport kepada
penulis khususnya yolo, onggek, putra, yos, fajar, mejid, ali, aisa, sherly,
fatih, nelsi, wulan, devi, ica baker, arep muhtadin, mak tia, dan sakral.
10. Pihak-pihak lain yang telah membantu menyelesaikan skripsi ini yang
tidak dapat disebutkan namanya satu persatu karena keterbatasan penulis
namun tidak mengurangi rasa hormat dan terima kasih penulis.
Semoga skripsi ini dapat memberikan ilmu tambahan bagi pembaca serta
dapat bermanfaat bagi orang lain. Penulis menyadari akan kekurangan skripsi ini
sehingga penulis mengharapkan masukan dan kritikan yang bersifat membangun
dalam penyempurnaan skripsi. Penulis mengucapkan banyak terima kasih atas
kerjasamanya.
Medan,
29 Agustus 2016
FIKRI TAHER
NIM.100401113
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ......................................................................................................
ABSTRACT .....................................................................................................
KATA PENGANTAR ....................................................................................
DAFTAR ISI ...................................................................................................
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
DAFTAR NOTASI .........................................................................................
i
ii
iii
v
vii
x
xi
BAB I
PENDAHULUAN ..........................................................................
1.1 Latar Belakang .......................................................................
1.2 Perumusan Masalah ...............................................................
1.3 Tujuan Penelitian ...................................................................
1.4 Manfaat Penelitian .................................................................
1.5 Batasan Masalah.....................................................................
1.6 Sistematika Penulisan.............................................................
1
1
2
3
3
3
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA ................................................................
2.1 Kelapa Sawit ..........................................................................
2.2 Abu Pembakaran ....................................................................
2.2.1 Fly Ash Batu Bara ......................................................
2.2.2 Fly Ash Kelapa Sawit .................................................
2.2.3 Sifat-Sifat Fly Ash ......................................................
2.2.4 Pemanfaatan Abu Terbang .........................................
2.3 Briket ....................................................................................
2.4 Bahan Perekat.........................................................................
2.5 Komposit ................................................................................
2.6 Metalurgi Serbuk....................................................................
2.7 Prosedur Pengujian Bahan Baku ............................................
2.7.1 Komposisi Kimia ........................................................
2.7.2 Ukuran Butiran ...........................................................
2.7.3 Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) .....
2.7.4 Kuat Tekan dan Kekerasan.........................................
2.7.5 Densitas ......................................................................
2.7.6 Makrostruktur .............................................................
5
5
5
6
6
7
8
10
12
14
18
19
19
19
20
20
21
21
BAB III METEDOLOGI PENILITIAN ....................................................
3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian .................................................
3.2 Bahan dan Peralatan ...............................................................
3.2.1 Bahan ..........................................................................
3.2.2 Peralatan .....................................................................
3.3 Diagram Alir Penelitian .........................................................
3.3.1 Flowchart Treatment Palm Oil Fly Ash (POFA) .......
3.3.2 Flowchart Pembuatan Briket Palm Oil Fly Ash
(POFA) .......................................................................
3.4 Prosedur Penelitian.................................................................
22
22
23
23
25
35
37
38
39
v
Universitas Sumatera Utara
3.4.1
3.4.2
3.4.3
3.4.4
3.4.5
3.4.6
3.4.7
3.4.8
Proses Pengerjaan POFA ...........................................
Proses Pembuatan Briket ............................................
Pengujian FTIR ..........................................................
Pengujian Tekan dan Kekerasan ................................
Pengujian Densitas .....................................................
Pengujian Makrostruktur ............................................
Pengujian ANOVA ....................................................
Pengujian Komposisi ..................................................
39
39
40
41
42
42
42
43
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................
4.1 Hasil Uji Karakteristik Palm Oil Fly Ash (POFA).................
4.1.1 Karakteristik FTIR (Fourier Transform Infra Red)
Palm Oil Fly Ash (POFA) ..........................................
4.1.2 Karakteristik Komposisi Kimia Palm Oil Fly Ash
(POFA) .......................................................................
4.1.3 Ukuran Butiran Palm Oil Fly Ash (POFA) ................
4.2 Pengaruh Tekanan Pengepresan terhadap Makrostruktur
Komposit ................................................................................
4.3 Pengaruh Tekanan Pengepresan terhadap Sifat Fisis dan
Mekanis Komposit ..................................................................
4.3.1 Uji Densitas ...............................................................
4.3.2 Uji Kuat Tekan dan Kekerasan .................................
4.4 Hubungan Bahan Baku POFA Terhadap Bahan Perekat .......
4.4.1 Pengujian ANOVA ...................................................
44
44
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................
5.1 Kesimpulan ............................................................................
5.2 Saran ....................................................................................
61
61
61
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................
62
44
46
49
50
52
52
53
58
58
LAMPIRAN
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Diagram Alir Proses Pembuatan Briket Batubara Tanpa
Karbonisasi ................................................................................
12
Diagram Alir Proses Pembuatan Briket Batubara
Terkarbonisasi ..........................................................................
12
Gambar 3.1
Palm Oil Fly Ash .......................................................................
23
Gambar 3.2
Tepung kanji (tapioka) ..............................................................
23
Gambar 3.3
Kalium Bromid ..........................................................................
24
Gambar 3.4
Minyak tanah .............................................................................
24
Gambar 3.5
Air ..............................................................................................
24
Gambar 3.6
Mangkuk Plastik ........................................................................
25
Gambar 3.7
Mangkuk Alumunium ...............................................................
25
Gambar 3.8
Sendok .......................................................................................
25
Gambar 3.9
Timbangan Digital.....................................................................
26
Gambar 3.10 Stopwatch ..................................................................................
26
Gambar 3.11 Digital pocket scale ...................................................................
26
Gambar 3.12 Termometer ...............................................................................
27
Gambar 3.13 Termokopel Type-K ..................................................................
27
Gambar 3.14 Kompor Komposit .....................................................................
28
Gambar 3.15 Penggilingan POFA ..................................................................
28
Gambar 3.16 Pengayakan POFA .....................................................................
28
Gambar 3.17 Crucible .....................................................................................
29
Gambar 3.18 Tungku Pembakaran ..................................................................
29
Gambar 3.19 Blower .......................................................................................
30
Gambar 3.20 Oven Kirin KBO 190 RAW ......................................................
30
Gambar 2.2
vii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.21 Alat Press Komposit..................................................................
30
Gambar 3.22 Alat press komposit uji tekan dan kekerasan ............................
31
Gambar 3.23 Microcomputer screen display hydraulic universal testing
machine......................................................................................
32
Gambar 3.24 Spektroskopi FTIR ....................................................................
32
Gambar 3.25 Sieve Shaker (Ayakan Logam) ..................................................
33
Gambar 3.26 Camera Handphone dan Lensa Pembesar .................................
34
Gambar 3.27 Diagram Alir Penelitian .............................................................
35
Gambar 3.28 Flowchart Treatment POFA ......................................................
37
Gambar 3.29 Flowchart Pembuatan Briket POFA ..........................................
38
Gambar 4.1
Karakteristik FTIR Palm Oil Fly Ash (POFA) ..........................
44
Gambar 4.2
Sieve Shaker dan Butiran Fly Ash .............................................
49
Gambar 4.3
Tekanan 85 kg ...........................................................................
50
Gambar 4.4
Tekanan 90 kg ...........................................................................
50
Gambar 4.5
Tekanan 95 kg ...........................................................................
50
Gambar 4.6
Tekanan 100 kg .........................................................................
51
Gambar 4.7
Tekanan 105 kg .........................................................................
51
Gambar 4.8
Pengaruh Tekanan Pengepresan Terhadap Densitas .................
52
Gambar 4.9
Sampel (Briket) Pengujian Tekan dan Kekerasan .....................
54
Gambar 4.10 Hasil Keseluruhan Uji Tekan dan Kekerasan Tekanan 85 Kg ..
54
Gambar 4.11 Hasil Keseluruhan Uji Tekan dan Kekerasan Tekanan 90 Kg ..
55
Gambar 4.12 Hasil Keseluruhan Uji Tekan dan Kekerasan Tekanan 95 Kg ..
55
Gambar 4.13 Hasil Keseluruhan Uji Tekan dan Kekerasan Tekanan 100 Kg
56
Gambar 4.14 Hasil Keseluruhan Uji Tekan dan Kekerasan Tekanan 105 Kg
56
viii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.15 Pengaruh Tekanan Pengepresan Terhadap Kuat Tekan
Densitas .....................................................................................
57
Gambar 4.16 Pengaruh Tekanan Pengepresan Terhadap Kekerasan ..............
57
ix
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1.
Komposisi Abu Pembakaran Batu Bara ......................................
6
Tabel 2.2
Komposisi Fly ash dan Palm Oil Fuel Ash ..................................
7
Tabel 3.1
Tempat dan Waktu Penelitian ......................................................
22
Tabel 3.2
Metode Pengujian Komposisi ......................................................
33
Tabel 4.1
Analisi FTIR ................................................................................
45
Tabel 4.2
Karakteristik Gelombang ZSM-5 ................................................
45
Tabel 4.3
Komposisi Senyawa Kimia POFA ..............................................
46
Tabel 4.4
Perbandingan Komposisi Kimia POFA .......................................
47
Tabel 4.5
Hasil Pengujian Densitas .............................................................
52
Table 4.6
Klasifikasi Fiberboard Panel .....................................................
53
Tabel 4.7
Hasil Pengujian ANOVA terhadap POFA dengan Bahan
Perekat .........................................................................................
59
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
Simbol
Keterangan
Satuan
F
Gaya
N
A
Luas penampang
cm2
F
Gaya
kg
σ
Kekerasan
kg/cm2
ρ
Massa jenis
gram/cm3
m
Jarak Lengan Pengayun
m
υ
Volume
cm3
xi
Universitas Sumatera Utara
MEKANIK PADA POFA (PALM OIL FLY ASH) TERHADAP VARIASI
TEKANAN
SKRIPSI
Skripsi Yang Diajukan Untuk Melengkapi
Syarat Memperoleh Gelar Sarjana Teknik
FIKRI TAHER
NIM.100401113
DEPARTEMEN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
2016
Universitas Sumatera Utara
ABSTRAK
Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik kimia dan
kandungan/komposisi Palm Oil Fly Ash (POFA) serta bagaimana pengaruh
tekanan pengepresan terhadap sifit fisis dan mekanis POFA yang diubah menjadi
bentuk briket dengan menggunakan perekat organik yaitu tepung kanji dengan
metode kompaksi metalurgi. Bahan yang digunakan dalam penilitian ini adalah
serbuk abu pembakaran kelapa sawit atau disebut Palm Oil Fly Ash (POFA) yang
diperoleh di industri pabrik kelapa sawit (PKS) yang berada di kecamatan Teluk
Panji. Pembuatan briket diawali dengan penggilingan POFA kemudian diayak
dengan lolos mesh 0.175, dibakar dengan suhu 450 oC, diendapkan didalam air
selama 24 jam dan dijemur hingga kadar air sedikit. Pembriketan dilakukan
dengan cara pencampuran bahan baku, bahan perekat dan air sebanyak 480:400
dan diberikan variasi tekanan 85 kg, 90 kg, 95 kg, 100 kg, 105 kg dengan suhu
pengeringan briket 150oC. Hasil penelitian menunjukkan bahwa senyawa kimia
SI-O yang terdapat pada POFA cukup besar yaitu 33% dan segaris lurus dengan
hasil gugus fungsi FTIR yang hasil serapannya cukup kuat. Densitas tertinggi
terdapat pada tekanan 105 kg sebesar 0,978 g/cm 3. Hasil penelitian menunjukkan
bahwa spesimen dengan pengaruh variasi tekanan yang paling baik yaitu dimiliki
spesimen dengan variasi tekanan 105 kg, hal itu dikarenakan hasil tekan sebesar
19,32 N/cm2, kekerasan sebesar 0,95 kg/cm2 dan juga pada makrostruktur tekanan
105 kg mengalami porositas yang sangat sedikit. Bahan baku Palm Oil Fly Ash
sangat berpengaruh pada hasil sifat mekanik dikarenakan semakin tinggi
kandungan nilai senyawa kimia SI-O yang terdapat pada POFA semakin baik juga
hasil yang didapat pada sifat mekanik.
Kata kunci : Briket, Palm Oil Fly Ash, variasi tekanan
i
Universitas Sumatera Utara
ABSTRACT
This study aims to determine the chemical characteristics and properties /
composition Palm Oil Fly Ash (POFA) and how the influence of the pressing
pressure against the physical and mechanical sifit Pofa converted into the form of
briquettes using organic adhesive is starch with metallurgical compacting
methods. The materials used in this research is the oil palm ash powder or called
Palm Oil Fly Ash (POFA) obtained in industrial palm oil mill (PKS) located in the
district of Teluk Panji. Briquetting begins with milling Pofa sieved to pass the
0,175 mesh, was burned at a temperature of 450oC, precipitated in water for 24
hours and dried until the water content slightly. Briquetting is done by mixing raw
materials, adhesives and water as much as 480: 400 and given variations in
pressure of 85 kg, 90 kg, 95 kg, 100 kg, 105 kg with a drying temperature of
150oC briquettes. The results showed that the SI-O chemical compounds
contained in Pofa large enough that 33% and a straight line with the results of the
functional groups FTIR absorption results are strong enough. The highest density
of 105 kg contained at a pressure of 0.978 g/cm3. The results showed that the
specimens with the influence of pressure variation of the nicest is owned
specimens with 105 kg of pressure variations, it is because the press the results of
19.32 N/cm2, hardness of 0.95 kg/cm2 and also the pressure of 105 kg experienced
makrostruktur very little porosity. Raw materials Palm Oil Fly Ash is very
influential on the outcome of the mechanical properties due to the higher value
content SI-O chemical compounds contained in Pofa the better the results
obtained on the mechanical properties.
Keywords: Briquette, Palm Oil Fly Ash, pressure variation
ii
Universitas Sumatera Utara
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat ALLAH Subhanahuwata’ala yang telah memberikan
rahmat dan karunia-Nya. Shalawat dan salam kepada Rasulullah Muhammad
SAW sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian skripsi ini.
Skripsi ini adalah salah satu syarat mahasiswa untuk dapat lulus menjadi
Sarjana Teknik di Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas
Sumatera Utara. Adapun judul skripsi yang dipilih diambil dari mata kuliah
Proses Produksi Non-Logam, yaitu “STUDI PEMBUATAN BIO-BRIKET
DAN UJI KARAKTERISTIK SIFAT MEKANIK
PADA POFA (PALM
OIL FLY ASH) TERHADAP VARIASI TEKANAN”.
Di dalam penulisan skripsi ini penulis banyak mendapatkan bantuan dari
berbagai pihak yang telah memberikan bantuan dan motivasi sehingga penulis
dapat menyelesaikan skripsi ini serta penulis banyak mengucapkan banyak terima
kasih Bapak Ir.Tugiman.MT sebagai Dosen Pembimbing yang telah memberikan
arahan dan bimbingan kepada penulis.
Pada kesempatan ini penulis tidak lupa mengucapkan banyak terima kasih
sedalam-dalamnya kepada:
1. Bapak Dr.Ing.Ir.Ikhwansyah Isranuri dan Ir.Syahril Gultom, MT selaku
Ketua dan Sekretaris Departemen Teknik Mesin, Fakultas Teknik USU.
Bapak Suprianto, ST.MT selaku Koordinator Skripsi.
2. Bapak Ir.Tugiman.MT sebagai Dosen Pembimbing Skripsi yang banyak
memberi arahan, bimbingan, motivasi, nasehat, dan pelajaran yang sangat
berharga selama proses penyelesaian Skripsi ini.
3. Seluruh Staf Pengajar DTM FT USU yang telah memberikan bekal
pengetahuan kepada penulis hingga akhir studi selesai, dan seluruh
pegawai administrasi DTM FT USU, juga kepada staf Fakultas Teknik.
4. Kedua orang tua tercinta dan tersayang, Ayahanda H. Ir. Haditiwarman
dan Ibunda Hj. Ridha Wahyuni.
5. Kakak dan adik tersayang, Hj. dr. Ayu Riza Hani dan Arief Fadillah atas
doa dan motivasinya yang tiada hentinya untuk memberikan semangat
kepada penulis sehingga dapat menyelesaikan skripsi ini.
iii
Universitas Sumatera Utara
6. Teman seperjuangan teuku sabri albana, lingga, sapril dan tito hadiguna
yang telah membantu, memberikan masukan dan saran kepada penulis.
7. Seluruh kawan-kawan stambuk 2010 yang telah memberikan dukungan
baik berupa tenaga dan motivasi kepada penulis.
8. Putri dwiastuti yang telah memberikan dukungan dan semangat kepada
penulis.
9. Teman-teman yang telah banyak memberikan bantuan dan suport kepada
penulis khususnya yolo, onggek, putra, yos, fajar, mejid, ali, aisa, sherly,
fatih, nelsi, wulan, devi, ica baker, arep muhtadin, mak tia, dan sakral.
10. Pihak-pihak lain yang telah membantu menyelesaikan skripsi ini yang
tidak dapat disebutkan namanya satu persatu karena keterbatasan penulis
namun tidak mengurangi rasa hormat dan terima kasih penulis.
Semoga skripsi ini dapat memberikan ilmu tambahan bagi pembaca serta
dapat bermanfaat bagi orang lain. Penulis menyadari akan kekurangan skripsi ini
sehingga penulis mengharapkan masukan dan kritikan yang bersifat membangun
dalam penyempurnaan skripsi. Penulis mengucapkan banyak terima kasih atas
kerjasamanya.
Medan,
29 Agustus 2016
FIKRI TAHER
NIM.100401113
iv
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR ISI
ABSTRAK ......................................................................................................
ABSTRACT .....................................................................................................
KATA PENGANTAR ....................................................................................
DAFTAR ISI ...................................................................................................
DAFTAR GAMBAR ......................................................................................
DAFTAR TABEL ..........................................................................................
DAFTAR NOTASI .........................................................................................
i
ii
iii
v
vii
x
xi
BAB I
PENDAHULUAN ..........................................................................
1.1 Latar Belakang .......................................................................
1.2 Perumusan Masalah ...............................................................
1.3 Tujuan Penelitian ...................................................................
1.4 Manfaat Penelitian .................................................................
1.5 Batasan Masalah.....................................................................
1.6 Sistematika Penulisan.............................................................
1
1
2
3
3
3
4
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA ................................................................
2.1 Kelapa Sawit ..........................................................................
2.2 Abu Pembakaran ....................................................................
2.2.1 Fly Ash Batu Bara ......................................................
2.2.2 Fly Ash Kelapa Sawit .................................................
2.2.3 Sifat-Sifat Fly Ash ......................................................
2.2.4 Pemanfaatan Abu Terbang .........................................
2.3 Briket ....................................................................................
2.4 Bahan Perekat.........................................................................
2.5 Komposit ................................................................................
2.6 Metalurgi Serbuk....................................................................
2.7 Prosedur Pengujian Bahan Baku ............................................
2.7.1 Komposisi Kimia ........................................................
2.7.2 Ukuran Butiran ...........................................................
2.7.3 Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) .....
2.7.4 Kuat Tekan dan Kekerasan.........................................
2.7.5 Densitas ......................................................................
2.7.6 Makrostruktur .............................................................
5
5
5
6
6
7
8
10
12
14
18
19
19
19
20
20
21
21
BAB III METEDOLOGI PENILITIAN ....................................................
3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian .................................................
3.2 Bahan dan Peralatan ...............................................................
3.2.1 Bahan ..........................................................................
3.2.2 Peralatan .....................................................................
3.3 Diagram Alir Penelitian .........................................................
3.3.1 Flowchart Treatment Palm Oil Fly Ash (POFA) .......
3.3.2 Flowchart Pembuatan Briket Palm Oil Fly Ash
(POFA) .......................................................................
3.4 Prosedur Penelitian.................................................................
22
22
23
23
25
35
37
38
39
v
Universitas Sumatera Utara
3.4.1
3.4.2
3.4.3
3.4.4
3.4.5
3.4.6
3.4.7
3.4.8
Proses Pengerjaan POFA ...........................................
Proses Pembuatan Briket ............................................
Pengujian FTIR ..........................................................
Pengujian Tekan dan Kekerasan ................................
Pengujian Densitas .....................................................
Pengujian Makrostruktur ............................................
Pengujian ANOVA ....................................................
Pengujian Komposisi ..................................................
39
39
40
41
42
42
42
43
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ......................................................
4.1 Hasil Uji Karakteristik Palm Oil Fly Ash (POFA).................
4.1.1 Karakteristik FTIR (Fourier Transform Infra Red)
Palm Oil Fly Ash (POFA) ..........................................
4.1.2 Karakteristik Komposisi Kimia Palm Oil Fly Ash
(POFA) .......................................................................
4.1.3 Ukuran Butiran Palm Oil Fly Ash (POFA) ................
4.2 Pengaruh Tekanan Pengepresan terhadap Makrostruktur
Komposit ................................................................................
4.3 Pengaruh Tekanan Pengepresan terhadap Sifat Fisis dan
Mekanis Komposit ..................................................................
4.3.1 Uji Densitas ...............................................................
4.3.2 Uji Kuat Tekan dan Kekerasan .................................
4.4 Hubungan Bahan Baku POFA Terhadap Bahan Perekat .......
4.4.1 Pengujian ANOVA ...................................................
44
44
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN ......................................................
5.1 Kesimpulan ............................................................................
5.2 Saran ....................................................................................
61
61
61
DAFTAR PUSTAKA ....................................................................................
62
44
46
49
50
52
52
53
58
58
LAMPIRAN
vi
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1
Diagram Alir Proses Pembuatan Briket Batubara Tanpa
Karbonisasi ................................................................................
12
Diagram Alir Proses Pembuatan Briket Batubara
Terkarbonisasi ..........................................................................
12
Gambar 3.1
Palm Oil Fly Ash .......................................................................
23
Gambar 3.2
Tepung kanji (tapioka) ..............................................................
23
Gambar 3.3
Kalium Bromid ..........................................................................
24
Gambar 3.4
Minyak tanah .............................................................................
24
Gambar 3.5
Air ..............................................................................................
24
Gambar 3.6
Mangkuk Plastik ........................................................................
25
Gambar 3.7
Mangkuk Alumunium ...............................................................
25
Gambar 3.8
Sendok .......................................................................................
25
Gambar 3.9
Timbangan Digital.....................................................................
26
Gambar 3.10 Stopwatch ..................................................................................
26
Gambar 3.11 Digital pocket scale ...................................................................
26
Gambar 3.12 Termometer ...............................................................................
27
Gambar 3.13 Termokopel Type-K ..................................................................
27
Gambar 3.14 Kompor Komposit .....................................................................
28
Gambar 3.15 Penggilingan POFA ..................................................................
28
Gambar 3.16 Pengayakan POFA .....................................................................
28
Gambar 3.17 Crucible .....................................................................................
29
Gambar 3.18 Tungku Pembakaran ..................................................................
29
Gambar 3.19 Blower .......................................................................................
30
Gambar 3.20 Oven Kirin KBO 190 RAW ......................................................
30
Gambar 2.2
vii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.21 Alat Press Komposit..................................................................
30
Gambar 3.22 Alat press komposit uji tekan dan kekerasan ............................
31
Gambar 3.23 Microcomputer screen display hydraulic universal testing
machine......................................................................................
32
Gambar 3.24 Spektroskopi FTIR ....................................................................
32
Gambar 3.25 Sieve Shaker (Ayakan Logam) ..................................................
33
Gambar 3.26 Camera Handphone dan Lensa Pembesar .................................
34
Gambar 3.27 Diagram Alir Penelitian .............................................................
35
Gambar 3.28 Flowchart Treatment POFA ......................................................
37
Gambar 3.29 Flowchart Pembuatan Briket POFA ..........................................
38
Gambar 4.1
Karakteristik FTIR Palm Oil Fly Ash (POFA) ..........................
44
Gambar 4.2
Sieve Shaker dan Butiran Fly Ash .............................................
49
Gambar 4.3
Tekanan 85 kg ...........................................................................
50
Gambar 4.4
Tekanan 90 kg ...........................................................................
50
Gambar 4.5
Tekanan 95 kg ...........................................................................
50
Gambar 4.6
Tekanan 100 kg .........................................................................
51
Gambar 4.7
Tekanan 105 kg .........................................................................
51
Gambar 4.8
Pengaruh Tekanan Pengepresan Terhadap Densitas .................
52
Gambar 4.9
Sampel (Briket) Pengujian Tekan dan Kekerasan .....................
54
Gambar 4.10 Hasil Keseluruhan Uji Tekan dan Kekerasan Tekanan 85 Kg ..
54
Gambar 4.11 Hasil Keseluruhan Uji Tekan dan Kekerasan Tekanan 90 Kg ..
55
Gambar 4.12 Hasil Keseluruhan Uji Tekan dan Kekerasan Tekanan 95 Kg ..
55
Gambar 4.13 Hasil Keseluruhan Uji Tekan dan Kekerasan Tekanan 100 Kg
56
Gambar 4.14 Hasil Keseluruhan Uji Tekan dan Kekerasan Tekanan 105 Kg
56
viii
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.15 Pengaruh Tekanan Pengepresan Terhadap Kuat Tekan
Densitas .....................................................................................
57
Gambar 4.16 Pengaruh Tekanan Pengepresan Terhadap Kekerasan ..............
57
ix
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1.
Komposisi Abu Pembakaran Batu Bara ......................................
6
Tabel 2.2
Komposisi Fly ash dan Palm Oil Fuel Ash ..................................
7
Tabel 3.1
Tempat dan Waktu Penelitian ......................................................
22
Tabel 3.2
Metode Pengujian Komposisi ......................................................
33
Tabel 4.1
Analisi FTIR ................................................................................
45
Tabel 4.2
Karakteristik Gelombang ZSM-5 ................................................
45
Tabel 4.3
Komposisi Senyawa Kimia POFA ..............................................
46
Tabel 4.4
Perbandingan Komposisi Kimia POFA .......................................
47
Tabel 4.5
Hasil Pengujian Densitas .............................................................
52
Table 4.6
Klasifikasi Fiberboard Panel .....................................................
53
Tabel 4.7
Hasil Pengujian ANOVA terhadap POFA dengan Bahan
Perekat .........................................................................................
59
x
Universitas Sumatera Utara
DAFTAR NOTASI
Simbol
Keterangan
Satuan
F
Gaya
N
A
Luas penampang
cm2
F
Gaya
kg
σ
Kekerasan
kg/cm2
ρ
Massa jenis
gram/cm3
m
Jarak Lengan Pengayun
m
υ
Volume
cm3
xi
Universitas Sumatera Utara