Karakteristik Asap Cair Hasil Pirolisis Serbuk Pelepah Kelapa Sawit

KARAKTERISTIK ASAP CAIR HASIL PIROLISIS
SERBUK PELEPAH KELAPA SAWIT

SKRIPSI

Oleh

FENI SARI PUTRI
120405032

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
APRIL 2017

Universitas Sumatera Utara

KARAKTERISTIK ASAP CAIR HASIL PIROLISIS
SERBUK PELEPAH KELAPA SAWIT
SKRIPSI


Oleh

FENI SARI PUTRI
120405032

SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN
PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK

DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
APRIL 2017

Universitas Sumatera Utara

PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul:

KARAKTERISTIK ASAP CAIR HASIL PIROLISIS

SERBUK PELEPAH KELAPA SAWIT

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 2017

Feni Sari Putri
NIM 120405032

i
Universitas Sumatera Utara

PENGESAHAN

Skripsi dengan judul:

KARAKTERISTIK ASAP CAIR HASIL PIROLISIS
SERBUK PELEPAH KELAPA SAWIT

Dibuat untuk melengkapi persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen
Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara. Skripsi ini telah diajukan
pada sidang ujian skripsi tanggal 20 April 2017 dan dinyatakan memenuhi
persyaratan/sah sebagai skripsi pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik
Universitas Sumatera Utara.

Mengetahui,

Medan,

April 2017

Koordinator Skripsi

Dosen Pembimbing


Ir. Bambang Trisakti, M.T.

Ir. Seri Maulina, M.Si., Ph.D

NIP. 19660925 199103 1 003

NIP. 19610104 19881 1 2001

Dosen Penguji I

Dosen Penguji II

Erni Misran, ST., MT., Ph.D

Bode Haryanto, ST., MT., Ph.D

NIP. 19730913 200003 2 001

NIP. 19710130 199903 1 001


ii
Universitas Sumatera Utara

PRAKATA
Puji dan syukur penulis ucapkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat
dan karunia-Nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan
Skripsi dengan judul “Karakteristik Asap Cair Hasil Pirolisis Serbuk Pelepah
Kelapa Sawit,” 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.

Ibu Ir. Seri Maulina, M.Si., Ph.D. selaku Dosen Pembimbing yang telah
memberikan bimbingan dan dukungannya sehingga penulis dapat menyelesaikan
skripsi ini.


2.

Bapak Ir. Bambang Trisakti, M.T. selaku Koordinator Penelitian Departemen
Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

3.

Ibu Ir. Maya Sarah, S.T., M.T., Ph.D., IPM selaku Ketua Departemen Teknik
Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.

4.

Ibu Erni Misran, ST., MT., Ph.D dan Bapak Bode Haryanto, ST., MT.,

Ph.D selaku Dosen Penguji yang telah memberikan saran dan masukan yang
membangun dalam penulisan skripsi ini.
5.

Frist Silia, selaku partner penelitian penulis yang telah memberikan bantuan dan
dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

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 2017
Penulis

Feni Sari Putri

iii
Universitas Sumatera Utara

DEDIKASI
Penulis mendedikasikan skripsi ini untuk keluarga besar penulis
atas dukungan dan kasih sayang mereka, terutama
kedua orang tua yang sekarang sudah di surga
H. Amir dan Hj. Syamsini
Kepada uni-uni luar biasa
dr. Elvianti, Zuladritati, S.Pd.I., M.Pd.,

Asna Nofarita, S.Pd., M.Pd., Asni Nofalia, S.Pd., M.Pd.
Kepada ponakan manis yang ikut-ikutan rajin bertanya kapan
wisuda
Tasya, Yovan, Fauziyyah, Rahmi, Radit, Khanaya, Alif, Arif
Kepada sahabat satu-dekade-plus
Jumeili, Jenery, Rani, Rafico, Wulan, Egy, Tommy, Rais
Teman-teman yang telah membantu hingga skripsi ini dapat
diselesaikan dengan baik : M. Alfikri Ridhatullah,
Apriyani, Rima, Dandri, Aulia, Rian, Putri, Lara, Eny
Serta ibu kos yang telah menyemangati dan merawat penulis
ketika penulis sakit

iv
Universitas Sumatera Utara

RIWAYAT HIDUP PENULIS
Nama: Feni Sari Putri
NIM : 120405032
Tempat/tgl lahir : Koto Anau, 03 Januari 1991
Nama orang tua : Amir dan Syamsini

Alamat orang tua :
Koto Anau, Kabupaten Solok, Sumatera Barat
Asal sekolah
1. SD N 23 Tigo Lurah 1997 – 2003
2. SMP N 2 Kota Solok 2003 – 2006
3. Sekolah Menengah Analis Kimia Padang 2006 – 2010
Pengalaman organisasi/kerja:
1. Asisten Laboratorium Proses Industri Kimia tahun 2014 – 2016
2. Kerja Praktek di PT. Perkebunan Nusantara III tahun 2016.
3. Himatek FT USU Periode 2012-2016 sebagai Anggota
4. CSG Teknik Kimia USU Periode 2014-2015 sebagai Anggota Bidang
Keuangan dan Logistik
5. Ikatan Mahasiswa Imam Bonjol (IMIB) USU tahun 2012 – 2017 sebagai
Anggota

v
Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
Pertumbuhan perkebunan kelapa sawit di Indonesia terjadi cukup pesat. Pada tahun

2011, luas perkebunan kelapa sawit di Indonesia mencapai 8,91 juta ha. Perkebunan
kelapa sawit menghasilkan limbah berupa pelepah kelapa sawit dalam jumlah yang
cukup besar yaitu sekitar 6.400 – 7.500 pelepah/tahun untuk setiap 1 ha lahan
perkebunan. Salah satu cara untuk menangani dan meningkatkan nilai limbah
pelepah kelapa sawit yang dihasilkan ini adalah dengan proses pirolisis. Tujuan dari
penelitian ini adalah untuk menganalisis pengaruh waktu dan temperatur pirolisis
terhadap karakteristik asap cair yang dihasilkan. Proses pirolisis serbuk pelepah
kelapa sawit ini dilakukan pada temperatur proses 150 oC, 200 oC, dan 250 oC
dengan variabel waktu proses 30 menit, 60 menit, dan 90 menit. Dari penelitian
diketahui bahwa rendemen asap cair cenderung meningkat seiring naiknya suhu dan
waktu pirolisis sampai pada kondisi dimana produksi gas yang sulit terkondensasi
semakin banyak sehingga peningkatan suhu dan waktu pirolisis lebih lanjut akan
menurunkan rendemen asap cair. Rendemen asap cair tertinggi diperoleh pada suhu
pirolisis 250 oC selama 30 menit, yaitu sebesar 20,69%. Kualitas asap cair ditinjau
dari parameter kadar asam, kadar fenol total, dan pH. Kualitas asap cair terbaik
didapatkan pada pirolisis suhu 250 oC dengan waktu 90 menit dengan kadar asam
16,29%, kadar fenol total 4,57% dan pH 2,6.
Kata kunci : Pelepah kelapa sawit, Pirolisis, Asap cair

vi

Universitas Sumatera Utara

ABSTRACT
Palm oil plantation is growing rapidly in Indonesia. In 2011, palm oil plantations in
Indonesia have reached 8,91 million ha area. It is produce waste in form of palm
midribs in large number around 6.400-7.500/year per 1 ha plantation. One of the way
to handle and increase the value of palm midrib waste is by pyrolysis process. This
study is aim to analyze the effect of pyrolysis temperature and time to liquid smoke
characteristic. Pyrolysis of palm midrib powder was processed at 150 oC, 200 oC, and
250 oC for 30, 60, 90 minutes. The study found that the yield of liquid smoke tends
to increase with rising pyrolysis temperature and time until the condition when uncondensable gas production more so that the increase of pyrolysis temperature and
time will further decrease the yield. The highest yield of liquid smoke obtained at
250 oC for 30 minutes, is 20,69%. The best quality of liquid smoke obtained in the
pyrolysis 250 oC for 90 minutes which contain 16,29% acid, 4,57% phenol, and pH
2,6.
Keywords : Palm midrib, Pyrolysis, Liquid smoke

vii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI
Halamanan
PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI

i

PENGESAHAN

ii

PRAKATA

iii

DEDIKASI

iv

RIWAYAT HIDUP PENULIS

v

ABSTRAK

vi

ABSTRACT

vii

DAFTAR ISI

viii

DAFTAR GAMBAR

xi

DAFTAR TABEL

xii

DAFTAR LAMPIRAN

xiii

BAB I PENDAHULUAN

1

1.1 Latar Belakang

1

1.2 Rumusan Masalah

6

1.3 Tujuan Penelitian

6

1.4 Manfaat Penelitian

6

1.5 Ruang Lingkup Penelitian

7

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

8

2.1 Kelapa Sawit

8

2.1.1 Perkembangan Tanaman Kelapa Sawit

8

2.1.2 Limbah yang Dihasilkan Perkebunan Kelapa Sawit

8

2.1.3 Pelepah Kelapa Sawit

9

2.2 Pirolisis

10

2.3 Asap Cair / Cuka Kayu

11

2.3.1 Pengertian Asap Cair

11

2.3.2 Kualitas Asap Cair

12

2.3.3 Komposisi Asap Cair

13

2.3.4 Jenis Asap Cair dan Kegunaannya

15

viii
Universitas Sumatera Utara

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

16

3.1 Lokasi dan Waktu Penelitian

16

3.2 Bahan dan Peralatan

17

3.2.1 Bahan Penelitian

17

3.2.2 Peralatan Penelitian

17

3.3 Pelaksanaan Penelitian

18

3.4 Rancangan Percobaan

19

3.5 Prosedur Penelitian

20

3.5.1 Persiapan Bahan Baku

20

3.5.2 Pembuatan Asap Cair

20

3.5.3 Prosedur Analisis

20

3.5.3.1 Analisis Hemiselulosa, Selulosa, dan Lignin Bahan Baku

20

3.5.3.2 Analisis Kadar Air Bahan Baku

21

3.5.3.3 Analisis Rendemen Asap Cair

22

3.5.3.4 Analisis Kadar Asam Asap Cair

22

3.5.3.5 Analisis Kadar Fenol Total Asap Cair

22

3.5.3.6 Pengukuran pH Asap Cair

23

3.5.3.7 Analisis Komponen Dalam Asap Cair

23

3.6 Rangkaian Peralatan

24

3.7 Flowchart Penelitian

25

3.7.1 Flowchart Persiapan Bahan Baku

25

3.7.2 Flowchart Pembuatan Asap Cair

26

3.7.3 Flowchart Analisis

27

3.7.3.1 Flowchart Analisis Hemiselulosa, Selulosa, dan Lignin

27

Bahan Baku Bahan Baku
3.7.3.2 Flowchart Analisis Kadar Air Bahan Baku

28

3.7.3.3 Flowchart Analisis Rendemen Asap Cair

29

3.7.3.4 Flowchart Analisis Kadar Asam Asap Cair

29

3.7.3.5 Flowchart Analisis Kadar Fenol Total Asap Cair

30

3.7.3.6 Flowchart Pengukuran pH Asap Cair

31

ix
Universitas Sumatera Utara

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

32

4.1 Karakteristik Bahan Baku

32

4.2 Analisis Kadar Air Bahan Baku

33

4.3 Analisis Rendemen Asap Cair

34

4.4 Analisis Kadar Asam Asap Cair

36

4.5 Analisis Kadar Fenol Total Asap Cair

39

4.6 Analisis pH Asap Cair

41

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

43

5.1 Kesimpulan

43

5.2 Saran

43

DAFTAR PUSTAKA

44

x
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Halaman
24

Gambar 3.1

Rangkaian Peralatan

Gambar 3.2

Flowchart Persiapan Bahan Baku

25

Gambar 3.3

Flowchart Pembuatan Asap Cair

26

Gambar 3.4

Flowchart Analisis Analisis Karakteristik Bahan Baku

28

Gambar 3.5

Flowchart Analisis Kadar Air Bahan Baku

28

Gambar 3.6

Flowchart Analisis Rendemen Asap Cair

29

Gambar 3.7

Flowchart Analisis Kadar Asam Asap Cair

29

Gambar 3.8

Flowchart Analisis Kadar Fenol Total Asap Cair

30

Gambar 3.9

Flowchart Pengukuran pH Asap Cair

31

Gambar 4.1

Pengaruh Suhu dan Waktu Pirolisis terhadap Rendemen

34

Asap Cair
Gambar 4.2

Pengaruh Suhu dan Waktu Pirolisis Terhadap Kadar

38

Asam Asap Cair
Gambar 4.3

Pengaruh Suhu dan Waktu Pirolisis terhadap Kadar Fenol

39

Asap Cair
Gambar 4.4

Pengaruh Suhu dan Waktu Pirolisis terhadap pH asap

41

Cair
Gambar L3.1

Asap Cair Hasil Pirolisis

60

Gambar L3.2a

Penyaringan Asap Cair

60

Gambar L3.2b

Asap Cair Setelah Disaring

60

Gambar L3.3

Analisis Kadar Air Bahan Baku

61

Gambar L3.4a

Asap Cair Sebelum Dititrasi

61

Gambar L3.4b

Asap Cair Setelah Dititrasi

61

Gambar L3.5a

Sampel asap cair setelah di preparasi

62

Gambar L3.5b

Spektrofotometer UV-Vis

62

Gambar L3.6

Pengukuran pH asap cair

62

xi
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 1.1

Rangkuman Penelitian Terdahulu

3

Tabel 2.1

Jenis, Potensi, dan Pemanfaatan Limbah Kelapa Sawit

9

Tabel 3.1

Rancangan Percobaan Penelitian

19

Tabel 4.1

Kandungan Hemiselulosa, Selulosa, dan Lignin Pelepah Kelapa

32

Sawit
Tabel 4.2

Kadar Air Serbuk Pelepah Kelapa Sawit Sebelum Pirolisis

33

Tabel 4.3

Senyawa Hasil Analisis Asap Cair dari Serbuk Pelepah Kelapa

37

Sawit Menggunakan GC-MS
Tabel L1.1

Data Analisis Hemiselulosa, Selulosa, dan Lignin Bahan baku

50

Tabel L1.2

Data Penimbangan Cawan Kosong Hingga Konstan

50

Tabel L1.3

Data Analisis Kadar Air Bahan Baku Sebelum Pirolisis

51

Tabel L1.4

Data Analisis Rendemen Asap Cair

51

Tabel L1.5

Data Analisis Kadar Asam Asap Cair

52

Tabel L1.6

Data Analisis Kadar Fenol Total Asap Cair

52

Tabel L1.7

Data Pengukuran pH Asap Cair

53

xii
Universitas Sumatera Utara

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman
LAMPIRAN 1 DATA HASIL PENELITIAN

50

L1.1 Data Analisis Hemiselulosa, Selulosa, dan Lignin Bahan Baku

50

L1.2 Data Analisis Kadar Air Bahan Baku

50

L1.3 Data Analisis Rendemen Asap Cair

51

L1.4 Data Analisis Kadar Asam Asap Cair

52

L1.5 Data Analisis Kadar Fenol Total Asap Cair

52

L1.6 Data Pengukuran pH Asap Cair

53

LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN

54

L2.1 Contoh Perhitungan Kadar Hemiselulosa, Selulosa, dan Lignin Bahan

54

Baku
L2.2 Contoh Perhitungan Kadar Air Bahan Baku

55

L2.3 Contoh Perhitungan Rendemen Asap Cair

56

L2.4 Contoh Perhitungan Kadar Asam Asap Cair

56

L2.5 Contoh Perhitungan Kadar Fenol Total Asap Cair

57

LAMPIRAN 3 DOKUMENTASI PENELITIAN

60

L3.1 Asap Cair Hasil Pirolisis

60

L3.2 Penyaringan Asap Cair

60

L3.3 Analisis Kadar Air Bahan Baku

61

L3.4 Analisis Kadar Asam Asap Cair

61

L3.5 Analisis Kadar Fenol Total Asap Cair

62

L3.6 Pengukuran pH Asap Cair

62

LAMPIRAN 4 HASIL ANALISIS GC-MS

63

xiii
Universitas Sumatera Utara