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
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