Pengaruh Konsentrasi Perekat Tepung Tapioka Dan Penambahan Kapur Dalam Pembuatan Briket Arang Berbahan Baku Pelepah Aren (Arenga Pinnata)
PENGARUH KONSENTRASI PEREKAT TEPUNG
TAPIOKA DAN PENAMBAHAN KAPUR DALAM
PEMBUATAN BRIKET ARANG BERBAHAN BAKU
PELEPAH AREN (Arenga pinnata)
SKRIPSI
Oleh
JULHAM PRASETYA PANE
100405002
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
APRIL 2015
PENGARUH KONSENTRASI PEREKAT TEPUNG
TAPIOKA DAN PENAMBAHAN KAPUR DALAM
PEMBUATAN BRIKET ARANG BERBAHAN BAKU
PELEPAH AREN (Arenga pinnata)
SKRIPSI
Oleh
JULHAM PRASETYA PANE
100405002
SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK
DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
APRIL 2015 Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:
PENGARUH KONSENTRASI PEREKAT TEPUNG
TAPIOKA DAN PENAMBAHAN KAPUR DALAM
PEMBUATAN BRIKET ARANG BERBAHAN BAKU
PELEPAH AREN (Arenga pinnata)
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 kemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku
Medan, April 2015 Julham Prasetya Pane
NIM 100405002
PENGESAHAN
Skripsi dengan judul:
PENGARUH KONSENTRASI PEREKAT TEPUNG
TAPIOKA DAN PENAMBAHAN KAPUR DALAM
PEMBUATAN BRIKET ARANG BERBAHAN BAKU
PELEPAH AREN (Arenga pinnata)
dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini telah diujikan pada sidang ujian skripsi pada 15 April 2015 dan dinyatakan memenuhi syarat/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara.
Mengetahui, Medan, April 2015 Koordinator Skripsi Dosen Pembimbing
Ir. Renita Manurung, MT Ir. Netti Herlina, MT NIP :19681214 199702 2 002 NIP : 19680425 199903 2 004
Dosen Penguji II Ir. Renita Manurung, MT NIP: 19681214 199702 2 002
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 Tepung Tapioka dan Penambahan Kapur Dalam Pembuatan Briket Arang Berbahan Baku Pelepah Aren (Arenga pinnata)”, 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. 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.
Ir. Netti Herlina, MT, selaku Dosen Pembimbing Penelitian yang telah banyak memberikan arahan dan bimbingan kepada penulis dalam penentuan judul penelitian, proses penelitian, dan penyusunan laporan hasil penelitian.
2. Prof. Dr. Ir.Rosdanelli Hasibuan, MT, selaku Dosen Pembimbing Akademik yang telah membimbing penulis dalam hal akademik selama penulis kuliah di Teknik Kimia USU.
3. Ir. Renita Manurung, MT, selaku Koordinator Penelitian dan Skripsi.
4. Dr. Eng. Irvan, ST, MT, selaku Ketua Departemen Teknik Kimia USU.
5. Dr. Fatimah, ST, MT, selaku Sekretaris Departemen Teknik Kimia USU.
6. Pegawai Departemen Teknik Kimia USU, yang telah membantu penulis dalam hal administrasi selama kuliah.
7. Rekan mahasiswa Teknik Kimia USU stambuk 2010, terutamaJekky Bahagia dan Sari Wahyu, yang telah mendukung dan membantu penulis mulai dari awal berjumpa di hari pertama kuliah di kampus hingga akhirnya penulis bisa menyelesaikan skripsi.
8. Adik-adik mahasiswa Teknik Kimia, terutama para asisten laboratorium Proses Industri Kimia stambuk 2011 dan juga adik-adik stambuk 2013, yang telah memberikan dukungan dan bantuan sehingga skripsi ini dapat terselesaikan.
Penulis menyadari bahwa skripsi 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, April 2015 Penulis,
Julham Prasetya Pane
DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada
keluarga besar penulisatas dukungan dan
kasih sayang mereka, terutama kepada
ayahandaMhd. Nurdin Pane
dan ibunda Supartiningsih Siregar.
RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama: Julham Prasetya Pane NIM: 100405002 Tempat/tgl lahir: Medan, 07Juli 1992 Nama orang tua: Mhd. Nurdin Pane Alamat orang tua:
Jalan Binjai Km. 14,5 No. 140 Sei Semayang, Deli Serdang, Sumatera Utara
Asal sekolah
- SD Swasta Tamansiswa Cabang Diskitahun 1998 – 2004
- SMP Negeri 1 Sunggal tahun 2004 – 2007
- SMA Negeri 5 Binjai 2007-2010 Pengalaman organisasi/kerja 1.
HIMATEK USU periode 2013-2014 sebagai anggota LITBANG 2. Kerja Praktek di PTPN III Pabrik Kelapa Sawit Sei Baruhur Labuhan Batu tahun 2014
Artikel yang telah dipublikasikan dalam Jurnal/Pertemuan Ilmiah Jurnal Teknik Kimia USU Vol.4 No. 1 (2015) :
- Pengaruh Konsentrasi Perekat Tepung Tapioka dan Penambahan Kapur Dalam Pembuatan Briket Arang Berbahan Baku Pelepah Aren (Arenga pinnata)
- Pengaruh Suhu dan Waktu Karbonisasi Terhadap Nilai Kalor dan Karakteristik Bioarang Pelepah Aren (Arenga pinnata)
ABSTRAK
Kebutuhan terhadap sumber energi yang dapat diperbaharui sedang meningkat. Briket merupakan salah satu sumber energi alternatif yang dapat diperoleh dari pemanfaatan biomassa. Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan briket dengan bahan baku pelepah aren, serta untuk mengetahui pengaruh konsentrasi perekat tepung tapioka dan penambahan kapur terhadap kualitas briket yang dihasilkan. Penelitian dilakukan secara batch. Variabel penelitian yaitu konsentrasi perekat tepung tapioka 0%, 10%, 20% dan 30% (w/w) dan penambahan kapur 0%, 1%, 3% dan 5% (w/w) terhadap berat serbuk arang. Bahan utama yang digunakan adalah pelepah aren (Arenga pinnata), tepung tapioka, kapur dan air, sedangkan peralatan utama yang digunakan adalah furnace, alat pencetak briket, oven, moisture analyzer, universal testing machine dan kalorimeter bom. Proses pembuatan briketdimulai dengan persiapan pelepah aren,
o
lalu proses karbonisasi pada suhu 350 C selama 2 jam.Hasil karbonisasi berupa arang yang selanjutnya ditambahkan dengan perekat tepung tapioka lalu dicetak dan dikeringkan sebagai briket.Analisa yang digunakan adalah analisa proksimat dengan parameter uji kadar air, kadar abu, kadar zat mudah menguap,kadar karbon, nilai kalor dan keteguhan tekan.Briket pelepah aren terbaik yaitu pada konsentrasi perekat tepung tapioka 0% dan penambahan kapur 5% dengan nilai kalor 6502,379 kal/g, kadar karbon 45,56%, kadar air 6,44%, kadar abu 18,00%,
2 kadarbahan volatil 30,00% dan keteguhan tekan 59,141 kg/cm .
Kata kunci :briket, kapur, karbonisasi, pelepah aren, tepung tapioka
ABSTRACT
The demand of renewable energy resources has been increasing in time by time. Briquette is one of the alternative energy resource which is produced from utilization of biomasses. This research aims to obtain a briquette from sugar palm frond, to obtain the effect of concentration of cassava starches as binder and limes as addictive on the quality of briquettes. This research usedthe batch method. Research variabels are the binder concentration of cassava starches in 0%, 10%, 20% and 30% (w/w) and the addiction of limes in 0%, 1%, 3% and 5% (w/w) based on the weight of char powder.Materials are sugar palm (Arenga pinnata) fronds, cassava starches and limes, and the general tools are furnace, briquette printer, oven, moisture analyzer, universal testing machine and bomb calorimeter. Briquetting process was started with sugar palm fronds preparation then they’re
o
carbonized at 350 C for 2 hours. Product of carbonization as a char which was added by a cassava starch’s binder and limes then they’re printed or shaped to be a briquettes. Analysis used was the proximate analysis of the test parameters moisture content, ash content, volatile combustion matter content, carbon content, calorific value and compressive strength. The best briquette is with binder concentration in 0% and addiction of limes in 5% with the calorific value 6502,379 cal/g, 45,56% fixed carbon, 6,44% moisture, 18,00% ash, 30,00%
2 volatile combustion matter and 59,141 kg/cm compressive strength.
Keywords :briquettes, carbonization, cassava starches, limes, sugarpalm fronds
DAFTAR ISI
10
2.1 BIOMASSA
6
2.2 AREN (ARENGA PINNATA)
7
2.3 BRIKET ARANG
8
2.4 PROSES PEMBUATAN BRIKET ARANG
2.5 KARAKTERISTIK BRIKET BATUBARA
4 BAB II TINJAUAN PUSTAKA
13
2.6 POTENSI EKONOMI PEMBUATAN BRIKET PELEPAH AREN
13 BAB III METODOLOGI PERCOBAAN
15
3.1 LOKASI DAN WAKTU PENELITIAN
15
3.2 BAHAN DAN PERALATAN
15
6
Halaman PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI i PENGESAHAN ii
PRAKATA iii
DAFTAR SINGKATAN xvi
DEDIKASI v
RIWAYAT HIDUP PENULIS vi
ABSTRAK vii
ABSTRACT viii
DAFTAR ISI ix
DAFTAR GAMBAR xii
DAFTAR TABEL xiv
DAFTAR LAMPIRAN xv
DAFTAR SIMBOL xviiBAB I PENDAHULUAN
4
1
1.1 LATAR BELAKANG
1
1.2 PERUMUSAN MASALAH
4
1.3 TUJUAN PENELITIAN
4
1.4 MANFAAT PENELITIAN
1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN
3.2.1 Bahan Penelitian
15
3.2.2Peralatan Penelitian
15
3.3 METODE PENELITIAN
15
3.4 PROSEDUR PENELITIAN
16
3.4.1Persiapan Bahan Baku
16
3.4.2Tahap Pengarangan
16
3.4.3Tahap Pencetakan dan Pengeringan Briket
17
3.4.4Tahap Analisa
17
3.4.4.1Analisa Kadar Air
17
3.4.4.2Analisa Kadar Abu
17
3.4.4.3Analisa Kadar Bahan Volatil
17
3.4.4.4Analisa Kadar Karbon Terikat
18
3.4.4.5Analisa Nilai Kalor
18
3.4.4.6Analisa Keteguhan Tekan
19
3.5 FLOWCHART PENELITIAN
19
3.5.1Persiapan Bahan Baku
19
3.5.2Tahap Pengarangan
19
3.5.3 Tahap Pencetakan dan Pengeringan Briket
20
3.5.4 Tahap Analisa
20
3.5.4.1 Analisa Kadar Air
20
3.5.4.2 Analisa Kadar Abu
21
3.5.4.3Analisa Kadar Bahan Volatil
21 BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN
22
4.1 PENGARUH KONSENTRASI PEREKAT TEPUNG TAPIOKA DAN PENAMBAHAN KAPUR TERHADAP NILAI KALOR BRIKET PELEPAH AREN
22
4.2 PENGARUH KONSENTRASI PEREKAT TEPUNG TAPIOKA DAN PENAMBAHAN KAPUR TERHADAP KADAR AIR BRIKET PELEPAH AREN
23
4.3 PENGARUH KONSENTRASI PEREKAT TEPUNG TAPIOKA DAN PENAMBAHAN KAPUR TERHADAP KADAR ABU BRIKET PELEPAH AREN
25
4.4 PENGARUH KONSENTRASI PEREKAT TEPUNG TAPIOKA DAN PENAMBAHAN KAPUR TERHADAP KADAR BAHAN
VOLATIL BRIKET PELEPAH AREN
26
4.5 PENGARUH KONSENTRASI PEREKAT TEPUNG TAPIOKA DAN PENAMBAHAN KAPUR TERHADAP KADAR KARBON BRIKET PELEPAH AREN
28
4.6 PENGARUH KONSENTRASI PEREKAT TEPUNG TAPIOKA DAN PENAMBAHAN KAPUR TERHADAP KETEGUHAN TEKAN BRIKET PELEPAH AREN
29 BAB VKESIMPULAN DAN SARAN
31
5.1 KESIMPULAN
31
5.2 SARAN
31 DAFTAR PUSTAKA
32 LAMPIRAN
36
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1 Pohon Aren7 Gambar 2.2 Briket Arang
9 Gambar 3.1 Flowchart Persiapan Bahan Baku
18 Gambar 3.2 Flowchart Tahap Pengarangan
18 Gambar 3.3 Flowchart Tahap Pencetakan dan Pengeringan
19 Gambar 3.4 Flowchart Analisa Kadar Air
20 Gambar 3.5 Flowchart Analisa Kadar Abu
20 Gambar 3.6 Flowchart Analisa Kadar Bahan Volatil
21 Gambar 4.1 Grafik Pengaruh Konsentrasi Perekat Tepung Tapioka dan Penambahan Kapur Terhadap Nilai Kalor Briket Pelepah Aren 22
Gambar 4.2 Grafik Pengaruh Konsentrasi Perekat Tepung Tapioka danPenambahan Kapur Terhadap Kadar Air Briket Pelepah Aren 23
Gambar 4.3 Grafik Pengaruh Konsentrasi Perekat Tepung Tapioka danPenambahan Kapur Terhadap Kadar Abu Briket Pelepah Aren 25
Gambar 4.4 Grafik Pengaruh Konsentrasi Perekat Tepung Tapioka danPenambahan Kapur Terhadap Kadar Bahan Volatil Briket Pelepah Aren 26
Gambar 4.5 Grafik Pengaruh Konsentrasi Perekat Tepung Tapioka danPenambahan Kapur Terhadap Kadar Karbon Briket Pelepah Aren
28 Gambar 4.6 Grafik Pengaruh Konsentrasi Perekat Tepung Tapioka dan Penambahan Kapur Terhadap Keteguhan Tekan Briket Pelepah Aren
29 Gambar L3.1 Pelepah Aren
41 Gambar L3.2 Serbuk Arang Pelepah Aren
41 Gambar L3.3 Tepung Tapioka
41 Gambar L3.4 Serbuk Kapur
42 Gambar L3.5 Alat Pencetak Briket
42 Gambar L3.6 Moisture Analyzer
42 Gambar L3.7 Furnace
43 Gambar L3.8 Kalorimeter Bom
43 Gambar L3.9 Briket Pelepah Aren
43
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1 Penelitian - Penelitian Sebelumnya2 Tabel 2.1 Perkiraan Luas Tanaman Aren di Indonesia
8 Tabel 3.1 Rancangan Penelitian
15 Tabel L1.1 Data Percobaan Nilai Kalor Briket Pelepah Aren
36 Tabel L1.2 Data Percobaan Kadar Air Briket Pelepah Aren
36 Tabel L1.3 Data Percobaan Kadar Abu Briket Pelepah Aren
37 Tabel L1.4 Data Percobaan Kadar Bahan Volatil Briket Pelepah Aren
37 Tabel L1.5 Data Percobaan Kadar Karbon Briket Pelepah Aren
38 Tabel L1.6 Data Percobaan Keteguhan Tekan Briket Pelepah Aren
38