NASKAH PUBLIKASI Analisa Komposit Arang Kayu Dan Arang Sekam Padi Pada Rekayasa Filter Air.

NASKAH PUBLIKASI

ANALISA KOMPOSIT ARANG KAYU DAN
ARANG SEKAM PADI PADA REKAYASA
FILTER AIR

Tugas Akhir ini disusun Guna Memenuhi Sebagian Syarat Memperoleh
Derajat Sarjana S1 pada Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun :
CATUR WINATA
NIM : D 200 05 0144

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2012

ANALISA KOMPOSIT ARANG KAYU DAN ARANG SEKAM PADI
PADA REKAYASA FILTER AIR
Catur Winata, Bibit Sugito, M. Alfatih Hendrawan

Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura
email: catur_winata@yahoo.com
ABSTRAKSI
Proses untuk meningkatkan kualitas air perlu dilakukan dengan cara
penjernihan menggunakan filter. Tujuan dari penelitian ini adalah
merekayasa alat untuk penjernihan air menggunakan media komposit arang
sehingga menghasilkan solusi dalam permasalahan mahalnya biaya dalam
proses penjernihan air.
Dalam melakukan penelitian ini diawali dengan perakitan alat yang
terbuat dari pipa air yang disambung satu dengan yang lain, kemudian diisi
dengan bahan filter berupa kapas filter, batu zeolit, pasir silika dan komposit
arang kayu dicampur serbuk sekam padi. Untuk komposit sendiri dibuat dari
bahan arang kayu dicampur arang serbuk sekam padi dengan perekat atau
matriksnya dari lem Fox. Sampel air yang diuji diambil dari air sungai
Bengawan Solo, kemudian pengujian kualitas air dilakukan di Laboratorium
PDAM
Surakarta
dengan
menggunakan

alat
Turbidmeter,
Spectrophotometer, Hellige Comperator.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa pengujian alat filter penjernih air
mampu menurunkan nilai kandungan Besi 0.58 mg/L menjadi 0.10 mg/L ,
Mangan1.09 mg/L menjadi 0.36 mg/L , Zat Organik 26.38 mg/L menjadi
17.53 mg/L, Kekeruhan 18.02 NTU menjadi 14.16 NTU. Alat filter penjernih
air mampu menyerap dan mengendapkan sehingga dapat meminimalisasi
nilai kandungan logam dan zat-zat seperti besi, mangan, zat organik,
kekeruhan yang terdapat didalam air.
Kata kunci: air, arang, kayu, sekam padi, komposit, filter

Pendahuluan
Penggunaan dan pemanfaatan material komposit sekarang ini
semakin berkembang, seiring dengan meningkatnya penggunaan bahan
tersebut yang semakin meluas mulai dari yang sederhana seperti alat-alat
rumah tangga sampai sektor industri baik industri skala kecil maupun industri
skala besar. Komposit mempunyai keunggulan tersendiri dibandingkan
dengan bahan teknik alternatif lain seperti kuat, ringan, rapat, tahan korosi
ekonomis dan sebagainya.

Arang merupakan salah satu material partikel alternatif dalam
pembuatan

komposit

secara

ilmiah

pemanfaatannya

pun

terus

dikembangkan. Arang mulai dilirik penggunaanya karena selain mudah
didapat, murah, dan mempunyai sifat penyerap (adsorben) yang dapat
mengurangi polusi lingkungan, sehingga komposit ini mampu mengatasi
permasalahan lingkungan. Arang merupakan sejenis penyerap berwarna
hitam, berbentuk granula, dan bubuk. Arang dipakai dalam proses pemurnian

udara, gas, larutan atau cairan. Arang juga dipakai sebagai penyerap rasa
dan bau dari air serta penghilang senyawa-senyawa organik dalam air
(Kusnaedi, 2010).
Dari pertimbangan-pertimbangan diatas maka penelitian ini dilakukan
untuk mendapat data kemampuan filter atau absorben (penyerap) pada
komposit arang yang dapat membantu mengatasi pencemaran lingkungan
dengan bahan baku arang kayu dan arang sekam padi.

Tujuan Penelitian
Pembuatan komposit arang kayu dicampur arang sekam padi pada
rekayasa alat filter penjernih air untuk mengetahui kemampuan dalam
mengurangi nilai zat-zat dan logam yang terkandung pada air sungai
Bengawan Solo.

Dasar Teori
1. Komposit
Kata komposit (Composite) merupakan kata sifat yang berarti
susunan atau gabungan. Composite ini berasal dari kata kerja “to
compose” berarti menyusun atau menggabung. Jadi, menurut Jones
(1975) pengertian komposit adalah suatu material yang terbentuk dari

kombinasi dua atau lebih material pembentuknya

melalui

campuran

yang tidak homogen, dimana sifat mekanik dan komposisi kimia dari
masing-masing material pembentuknya berbeda.
Keunggulan dari material komposit adalah penggabungan
unsur-unsur yang unggul dari masing-masing unsur pembentuknya
tersebut. Sifat material hasil penggabungan ini diharapkan dapat
saling melengkapi kekurangan-kekurangan yang ada pada material
penyusunnya.
Sifat – sifat yang dapat diperbaiki antara lain :
a. Kekuatan
b. Pengaruh terhadap temperatur
c. Kekakuan

d. Ketahanan korosi
e. Meningkatkan konduktifitas panas

f.

Umur lelah (fatique life)

g. Insulasi akustik
h. Ketahanan gesek
i.

Berat

2. Arang
Arang merupakan suatu padatan berpori yang mengandung 8595% karbon(C), dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung
karbon dengan pemanasan pada suhu tinggi. ketika pemanasan
berlangsung, diusahakan agar tidak terjadi kebocoran udara didalam
ruangan pemanasan sehingga bahan yang mengandung karbon
tersebut hanya terkarbonisasi dan tidak teroksidasi (Meilia, 2003)
Arang selain digunakan sebagai bahan bakar, juga dapat
digunakan sebagai adsorben (penyerap). Daya serap ditentukan oleh
luas permukaan partikel dan kemampuan ini dapat menjadi


lebih

tinggi jika terhadap arang tersebut dilakukan aktifasi dengan
pemanasan pada temperatur tinggi. Luas permukaan arang berkisar
antara 300-3500 m2/gram dan ini berhubungan dengan struktur pori
internal yang menyebabkan arang mempunyai sifat sebagai adsorben.
3.

Kemampuan Filter
Untuk mengetahui kemampuan filter dalam air yang diteliti
adalah (Hendra, 2010):

1. Turbid (kekeruhan)
Turbid (kekeruhan) adalah kekeruhan di dalam air disebabkan
oleh zat tersuspensi, seperti lempung, Lumpur, zat organik,
plankton dan zat halus lainnya.
2. PH (derajat asam-basa)
PH adalah derajat keasaman yang menunjukkan keadaan asam
atau basa suatu cairan dan mewakili konsentrasi ion hidrogen.
3. Besi (Fe) dan Mangan (Mn)

Kandungan besi dan mangan pada air berupa ion-ion yang berupa
kation.
4. Zat Organik
Adanya zat organik dalam air menunjukan bahwa air tersebut
telah tercemar oleh kotoran manusia, hewan atau sumber zat lain.

Tinjauan Pustaka
Endang Setyowati (2008) berjudul “meningkatkan kualitas air sungai
dengan katalisator batuan dan arang” menyimpulkan bahwa bahan batuan
dan arang mampu meningkatkan kualitas air menjadi air yang layak
dikonsumsi untuk mandi dan mencuci. Kandungan material yang masih
tinggi didalam air, dimungkinkan perbandingan komposisi bahan yang
digunakan belum memenuhi kebutuhan.

METODOLOGI PENELITIAN

Mulai

Studi Pustaka


Persiapan Alat dan Bahan

Pembuatan filter Komposit

Perakitan alat dan uji coba

Pengambilan sampel air
Sungai Bengawan Solo

Pengujian filter komposit
25% arang kayu+75%
arang sekam padi

Pengujian filter komposit
50% arang kayu+50%
arang sekam padi

Pengujian di Lab.PDAM
Data hasil pengujian
Analisa data hasil pengujian

dan pembahasan
Kesimpulan
Selesai

Gambar diagram alir penelitian

Pengujian filter komposit
75% arang kayu+25%
arang sekam padi

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
1. Histogram Hasil Pengujian Parameter Kekeruhan
NTU
20
15
10
5
0

18,02


air sebelum
difilter

15,45

14,72

14,16

25% arang
kayu + 75%
arang serbuk
sekam padi

50% arang
kayu + 50%
arang serbuk
sekam padi

75% arang
kayu + 25%
arang serbuk
sekam padi

Pada Kekeruhan menunjukan hasil penurunan nilai Kekeruhan air
sebelum dan setelah di filter yaitu dari nilai 18,02 NTU pada pengujian
sebelum di filter menjadi 14,16 NTU pada pengujian filter komposit 75%
arang kayu 25% arang sekam padi, batu zeolit dan pasir silica.
2. Histogram Hasil Pengujian Parameter pH
7,525
7,52
7,515
7,51
7,505
7,5
7,495
7,49

7,52

7,52

7,51
7,5

air sebelum 25% arang 50% arang 75% arang
difilter
kayu + 75% kayu + 50% kayu + 25%
arang serbuk arang serbuk arang serbuk
sekam padi sekam padi sekam padi

Pada pH menunjukan hasil kenaikan nilai pH air sebelum dan setelah
di filter yaitu dari nilai 7,5 pada pengujian sebelum di filter menjadi 7,52 pada
pengujian komposit 50% arang kayu 50% arang sekam padi dan 25% arang
kayu 75% arang sekam padi, batu zeolit dan pasir silika. Hasil ini

menunjukan adanya pengaruh kenaikan dari nilai pH pada saat sesudah di
filter.
3. Histogram Hasil Pengujian Parameter Besi
mg/L
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0

0,58
0,48

0,46

0,41

air sebelum 25% arang 50% arang 75% arang
difilter
kayu + 75% kayu + 50% kayu + 25%
arang serbuk arang serbuk arang serbuk
sekam padi sekam padi sekam padi

Pada Besi terjadi penurunan nilai kandungan dalam air. Besi
menunjukan nilai 0,58 mg/L dan mengalami penurunan setelah di filter
dengan komposit 75% arang kayu 25% arang sekam padi, batu zeolit, dan
pasir silika yaitu 0,41 mg/L.
4. Histogram Hasil Penggujian Parameter Mangan

mg/L
1,15
1,1
1,05
1
0,95
0,9
0,85
0,8

1,09

1,02
0,98

0,91

air sebelum 25% arang 50% arang 75% arang
difilter
kayu + 75% kayu + 50% kayu + 25%
arang serbuk arang serbuk arang serbuk
sekam padi sekam padi sekam padi

Pada mangan menunjukan nilai 1,09 mg/L dan mengalami penurunan
setelah di filter dengan komposit arang kayu 75% arang sekam padi 25%,
batu zeolit, dan pasir silika yaitu 0,91 mg/L.

5. Histogram Hasil Pengujian Parameter Zat organik
mg/L
30
25
20
15
10
5
0

26,38

23,43

air sebelum 25% arang
difilter
kayu + 75%
arang serbuk
sekam padi

23,33

20,34

50% arang
kayu + 50%
arang serbuk
sekam padi

75% arang
kayu + 25%
arang serbuk
sekam padi

Pada zat organik menunjukkan hasil penurunan nilai zat organik pada
air sebelum dan setelah di filter yaitu dari nilai 26,38 NTU pada pengujian
sebelum di filter menjadi 20,34 NTU pada penambahan filter komposit, batu
zeolit dan pasir silika. Hasil ini menunjukan adanya pengaruh penurunan nilai
zat organik pada pengujian filter dengan komposit.

Kesimpulan dan Saran
1. Kesimpulan
Hasil pengujian dari alat filter penjernih air dengan komposit
arang kayu dan sekam padi mampu menyerap dan mengendapkan
kandungan

logam

dan

zat-zat

air

sungai

Bengawan

Solo

sehingga dapat menurunkan nilai kandungan dari :
 Kekeruhan 18.02 NTU menjadi 14.16 NTU
 Besi 0.58 mg/L menjadi 0.41 mg/L
 Mangan 1.09 mg/L menjadi 0.91 mg/L
 Zat organik 26.38 mg/L menjadi 20.34 mg/L.
2. Saran
1. Perlu

adanya

penambahan

tahapan

pemfilteran

sehingga

pemfilteran dilakukan beberapa tahapan untuk menghasilkan
kualitas air yang lebih baik.
2. Untuk pembuatan komposit dicoba tanpa lem fox dengan variasi
ukuran serbuk yang berbeda
3. Dicoba untuk arang, batu zeolit dan pasir silika langsung dicampur
untuk dijadikan komposit
4. Dicoba pembuatan alat filter pakai kaca, agar terlihat aliran air
pada saat proses penjernihan.

DAFTAR PUSTAKA

Endang, S., 2008, “Meningkatkan Kualitas Air Sungai dengan
Katalisator Batuan dan Arang Kasus Pemukiman Pinggir Kota di
Dusun Grobogan” Vol 32 (September 2008).
Jones, M. R., 1975, “Mechanics of Composite Material”, Scripta book
Company, Washington.D.C.
Kusnaedi, MM. 2010, “Mengolah Air Kotor Untuk Air Minum”, Cetakan
Pertama, Penebar Swadaya, Jakarta.
Meilita, T.S., 2009, “Arang, Pengenalan dan Proses Pembuatanya”,
Google.com, Agustus, Fakultas Teknik Industri USU.
Hendra, A., 2010, “Analisis Biaya Uji Kualitas Air Sumur”, Tugas Akhir S-1,
Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret Surakarta, Surakarta.