PEMBUATAN ABU DARI KULIT BUAH PISANG KEPOKK (Musa paradisiaca Linn cv. Saba ) SEBAGAI SUMBER ALKALI SKRIPSI

Transkripsi

1 PENGARUH TEMPERATUR PEMBAKARAN DALAM PEMBUATAN ABU DARI KULIT BUAH PISANG KEPOKK (Musa paradisiaca Linn cv. Saba ) SEBAGAI SUMBER ALKALI SKRIPSI Oleh: DASA HARYUWIBAWA DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN SEPTEMBER 2016

2 PENGARUH TEMPERATUR PEMBAKARAN DALAM PEMBUATAN ABU DARI KULIT BUAH PISANG KEPOKK (Musa paradisiaca Linn cv. Saba ) SEBAGAI SUMBER ALKALI SKRIPSI Oleh: DASA HARYUWIBAWA SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN SEPTEMBER 2016

3 PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul: PENGARUH TEMPERATUR PEMBAKARAN DALAM PEMBUATAN ABU DARI KULIT BUAH PISANG KEPOK (Musa paradisiaca Linn cv. Saba ) SEBAGAI SUMBER ALKALI Dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,. Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya. Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku. Medan, September 2016 Dasa Haryuwibawa NIM i

4 PENGESAHAN Skripsi dengan judul: PENGARUH TEMPERATUR PEMBAKARAN DALAM PEMBUATAN ABU DARI KULIT BUAH PISANG KEPOK (Musa paradisiaca Linn cv. Saba ) SEBAGAI SUMBER ALKALI dibuat sebagai kelengkapan persyaratan untuk menjadi Sarjana Teknik pada Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik. Skripsi ini telah diujikan pada sidang ujian skripsi pada 24 Agustus 2016 dan dinyatakan memenuhi syarat/sah sebagai skripsi oleh Departemen Teknik Kimia Fakulias Teknik. Mengetahui, Medan, September 2016 Koordinator Skripsi Dosen Pembimbing Ir. Renita Manurung, MT NIP Dosen Penguji I Dosen Penguji II Dr. Eng. Rondang Tambun, S.T, M.T NIP ii

5 PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat dan karunia-nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul Pengaruh Temperatur Pembakaran dalam Pembuatan Abu dari Kulit Buah Pisang Kepok (Musa paradisiaca Linn cv. Saba ) sebagai Sumber Alkali, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik. Hasil penelitian ini: 1. Penelitian ini menentukan temperatur pembakaran optimum pada pembuatan abu dari kulit buah pisang. 2. Penelitian ini menghasilkan komposisi terbaik alkali dari kulit buah pisang setelah furnace untuk digunakan sebagai sumber alkali. Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini, penulis banyak mendapat bantuan dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terimakasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada: 1. Ir. Bambang Trisakti, MT selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak memberikan ilmu dan arahan dalam pelaksanaan penelitian. 2. Dr. Eng. Rondang Tambun, S.T, M.T selaku Dosen Penguji yang telah memberikan saran dan masukan untuk kesempurnaan skripsi ini. 3. Dr. Ir. Iriany, M.Si selaku Dosen Penguji yang telah memberikan saran dan masukan untuk kesempurnaan skripsi ini. 4. Ir. Renita Manurung, M.T selaku Koordinator Penelitian Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,. 5. Dr. Eng. Ir. Irvan, M.Si selaku Ketua Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik,. 6. Prof. Dr. Ir. Setiaty Pandia selaku Dosen Penasehat Akademik yang senantiasa memberikan arahan dan motivasi selama menyelesaikan perkuliahan. iii

6 7. Seluruh Dosen/Staf Pengajar dan Pegawai Administrasi Departemen Teknik Kimia yang telah memberikan banyak ilmu yang berharga dan bantuan kepada penulis selama menjalankan perkuliahan. 8. Alm. Dr. Ir. Muhammad Yusuf Ritonga yang telah banyak membantu dalam hal dukungan moril dan materil. 9. Joko Mulya Pratama selaku Rekan Penelitian dan Asisten Laboratorium Kimia Analisa. 10. Teman sejawat, adik dan abang/kakak senior serta teman-teman stambuk 2011 terutama Amin, Pri, Fahmi, Randi, Raymond, dan semua stambuk 2011, serta senior/junior yang memberikan banyak dukungan, semangat dan kenangan tak terlupakan kepada penulis. 11. Keluarga yang sangat luar biasa khususnya Kakek Mansur Husodo, Nenek Anizar Hamzah, Ibu Erma Zarni, Om Syaflidar, Ibu Syafrila RM, Om Diaz WK, Ibu Erlyna, Om Edi Prawoto, Ibu Ina Martina, Dwiki Ardiansyah, Yogi Pratama Simamora, dan sepupu-sepupu yang lain yang juga telah mendukung. Penulis menyadari bahwa laporan hasil penelitian 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, September 2016 Penulis Dasa Haryuwibawa iv

7 DEDIKASI Alhamdulillahirobbilalamiin. Skripsi ini saya didedikasikan kepada orang tua saya, Ayahanda Suhardi dan (almh.) Ibunda Trisna Yuna. Terimakasih untuk abah dan mama yang dengan sabar telah berkorban untukku hingga saat ini. Rasa syukur tak hingga selalu kuucapkan untuk abah dan mama yang sejak kecil telah merawatku dan membimbingku tanpa kenal lelah hingga saat ini. Untuk adikku tersayang, Cita dan Lala, terimakasih karena kalian selalu ada untuk abang disaat susah dan senang. Semoga Allah SWT selalu melindungi dan menyayangi keluarga kita. v

8 RIWAYAT HIDUP PENULIS Nama : Dasa Haryuwibawa Nim : Tempat/ tgl lahir : Medan, 16 Januari 1994 Nama orang tua : Suhardi, BSc. dan Trisna Yuna Alamat orang tua : Jl. Pasar VII Mariendal Gg. Sumber Amal Komp. Grand Gading Mas No. 1BB, Medan Asal sekolah TK As-Sa adah Medan tahun SD Taman Siswa Medan tahun SMP Negeri 34 Medan tahun SMA Harapan Mandiri Medan tahun Pengalaman organisasi/ kerja : 1. Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) FT USU periode 2014/2015 sebagai anggota Bidang Kreativitas, Minat, dan Bakat 2. Covalen Study Group (CSG) periode 2013/2014 sebagai anggota Bidang Hubungan Masyarakat 3. Kerja praktek di PTPN IV SAWIT LANGKAT (SAL) 02 Februari-02 April 2015 Artikel yang telah dipublikasi dalam jurnal/ pertemuan ilmiah: 1. Effect of Temperature on the Combustion of Kepok Banana (Musa Paradisiaca Linn cv. 'Saba') Peel as Potassium Source, Seminar Ilmiah Nasional Dies Natalis USU 64, Agustus 2016 vi

9 vii

10 ABSTRAK Penelitian ini bertujuan untuk menentukan temperatur optimum dalam pembuatan abu dari kulit buah pisang kepok. Penelitian ini diawali dengan pirolisis untuk diperoleh abu kulit buah pisang kepok (Musa paradisiaca Linn cv. Saba ). Pirolisis dilakukan dengan menggunakan muffle furnace dengan kondisi kulit buah pisang kepok sebagai variable tetap dan temperatur pembakaran (450 o C, 500 o C, 550 o C dan 600 o C) dan lama pembakaran (3 jam dan 5 jam) sebagai variabel berubah. Kandungan kalium pada abu diekstraksi dengan aquades dengan perbandingan 1 : 100 dan direndam selama 24 jam. Analisis yang dilakukan adalah normalitas, ph, konduktivitas dan kandungan K 2 O dengan metode AAS. Hasil abu terbaik yang diperoleh dengan berat sampel sebanyak 15 gr adalah pada temperatur 550 o C dan waktu 5 jam. Dimana hasil analisa dengan metode AAS (Atomic Absorption Spectroscopy) diperoleh kandungan K 2 O sebesar 61,80 %. Kata kunci : Abu, Kalium, Kalium Oksida, Kulit Buah Pisang vii

11 ABSTRACT The purpose of this research to be determined optimum temperature in the ashes production from saba banana peels. This study was initiated by pyrolysis to obtaine saba banana peel ashes (Musa paradisiaca Linn cv. 'Saba'). Pyrolysis is done by using a muffle furnace with condition saba banana peel fruit as fixed variable and the combustion temperature (450 C, 500 C, 550 C and 600 C) and the combustion time (3 hours and 5 hours) as changed variable. The content of potassium in the ashes was extracted with distilled water at the ratio of 1: 100 and steeped for 24 hours. Analysis which do is normality, ph, conductivity and K 2 O content by AAS method. The best results of the ashes was obtained by sample weight of 15 g is at temperature of 550 C and time 5 hours, where the results of analysis with AAS method (Atomic Absorption Spectroscopy) was obtained K 2 O content is 61,80%. Keywords : Ash, Potassium, Potassium Oxide, Banana Fruit Peels viii

12 DAFTAR ISI PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI PENGESAHAN PRAKATA DEDIKASI RIWAYAT HIDUP PENULIS ABSTRAK ABSTRACT DAFTAR ISI DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL DAFTAR LAMPIRAN DAFTAR SINGKATAN DAFTAR SIMBOL Halaman i ii iii v vi vii viii ix xii xiv xv xvi xvii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Ruang Lingkup Penelitian 5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Pisang Pisang Kepok Kulit Pisang Kepok Pirolisis Biomassa Pirolisis Biomassa Penggunaan Abu 13 ix

13 2.7.1 Penggunaan sebagai Pupuk Penggunaan sebagai Bahan Bangunan Penggunaan sebagai Bahan Bakar 14 BAB III METODOLOGI PENELITIAN Lokasi Penelitian Bahan dan Peralatan Bahan Peralatan Rancangan Penelitian Prosedur Utama Penelitian Prosedur Pembuatan Abu Prosedur Analisis Penelitian Analisis ph Analisis Normalitas Analisis Konduktivitas Flowchart Utama Penelitian Pembuatan Abu Flowchart Analisis Penelitian Analisis ph Analisis Normalitas Analisis Konduktivitas 20 BAB IV HASIL PERCOBAAN Pembuatan Abu Kulit Buah Pisang Kepok Pengaruh Temperatur Pembakaran ( o C) terhadap Rendemen Abu (%) Pengaruh Temperatur Pembakaran ( o C) terhadap Normalitas Ekstrak Abu (N) Pengaruh Temperatur Pembakaran ( o C) terhadap ph Ekstrak Abu Pengaruh Temperatur Pembakaran ( o C) terhadap Daya Hantar Listrik Ekstrak Abu (µs/cm) 27 x

14 4.6 Pengaruh Temperatur Pembakaran ( o C) terhadap Kadar K 2 O (%) Pengaruh Rendemen Abu (%) terhadap Kadar K 2 O (%) Pengaruh Temperatur Pembakaran ( o C) terhadap Perbandingan Kadar K 2 O dan K 2 CO 3 (%) 31 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran 33 DAFTAR PUSTAKA 34 LAMPIRAN 1 38 LAMPIRAN 2 42 LAMPIRAN 3 45 LAMPIRAN 4 49 xi

15 DAFTAR GAMBAR Halaman Gambar 3.1 Flowchart Percobaan Pembuatan Abu 18 Gambar 3.2 Flowchart Analisis ph 19 Gambar 3.3 Flowchart Analisis Normalitas 20 Gambar 3.4 Flowchart Analisis Konduktivitas 21 Gambar 4.1 (a) Kulit Buah Pisang Kepok Kering dan (b) Abu Hasil Pembakaran Furnace pada Kulit Buah Pisang Kepok 22 Gambar 4.2 Pengaruh Temperatur Pembakaran ( o C) terhadap Rendemen Abu (%) 23 Gambar 4.3 Pengaruh Temperatur Pembakaran ( o C) terhadap Normalitas Ekstrak Abu (N) 24 Gambar 4.4 Pengaruh Temperatur Pembakaran ( o C) terhadap ph Ekstrak Abu 26 Gambar 4.5 Pengaruh Temperatur Pembakaran ( o C) terhadap Daya Hantar Listrik Ekstrak Abu (µs/cm) 27 Gambar 4.6 Pengaruh Temperatur Pembakaran ( o C) terhadap Kadar K 2 O (%) 29 Gambar 4.7 Pengaruh Rendemen Abu (%) terhadap Kadar K 2 O (%) 30 Gambar 4.8 Pengaruh Temperatur Pembakaran ( o C) terhadap Perbandingan Kadar K 2 O dan K 2 CO 3 (%) (a) Pada Waktu 3 Jam dan (b) Pada Waktu 5 Jam 32 Gambar L3.1 Kulit Buah Pisang Kepok 47 Gambar L3.2 Kulit Buah Pisang Kepok Kering 47 Gambar L3.3 Pembakaran Kulit Pisang Kepok Kering Menggunakan Muffle Furnace 48 Gambar L3.4 Hasil Pembakaran Kulit Pisang Kepok Kering 48 Gambar L3.5 Sampling Abu Hasil Pembakaran 48 Gambar L3.6 Penentuan Konsentrasi Basa Ekstrak Abu 49 Gambar L3.7 Pengukuran ph Ekstrak Abu Menggunakan ph Meter 49 xii

16 Gambar L3.8 Pengukuran Konduktivitas Larutan Menggunakan Conductivity Meter 50 Gambar L4.1 Hasil Analisis K 2 O dengan Metode AAS 51 xiii

17 DAFTAR TABEL Halaman Tabel 1.1 Penelitian Terdahulu dalam Pembuatan Abu dari Kulit Buah sebagai Sumber Alkali 2 Tabel 2.1 Kandungan Kulit Pisang Kepok 9 Tabel 3.1 Rancangan Penelitian 16 Tabel L1.1 Data Berat Rendemen Abu yang Diperoleh 38 Tabel L1.2 Data Analisis Normalitas Ekstrak Abu 38 Tabel L1.3 Data Analisis ph Ekstrak Abu 39 Tabel L1.4 Data Analisis Daya Hantar Listrik Ekstrak Abu 39 Tabel L1.5 Data Analisa Kadar K 2 O di dalam Abu 40 Tabel L1.6 Data Analisa Kadar K 2 CO 3 di dalam Abu 40 Tabel L1.7 Data Analisa Kadar K 2 CO 3 di dalam Abu (Lanjutan) 41 xiv

18 DAFTAR LAMPIRAN Halaman LAMPIRAN 1 DATA HASIL PENELITIAN 38 L1.1 Data Berat Rendemen Abu yang Diperoleh 38 L1.2 Data Analisis Normalitas Ekstrak Abu 38 L1.3 Data Analisis ph Ekstrak Abu 39 L1.4 Data Analisis Daya Hantar Listrik Ekstrak Abu 39 L1.5 Data Analisis Kadar K 2 O di dalam Abu 40 L1.6 Data Analisis Kadar K 2 CO 3 di dalam Abu 41 LAMPIRAN 2 CONTOH PERHITUNGAN 42 L2.1 Perhitungan Kadar Air Kulit Buah Pisang 42 L2.2 Perhitungan Rendemen Abu 42 L2.3 Perhitungan Normalitas Ekstrak Abu 42 L2.4 Perhitungan Kadar K 2 CO 3 43 LAMPIRAN 3 DOKUMENTASI PERCOBAAN 45 L3.1 Kulit Pisang Kepok 45 L3.2 Kulit Pisang Kepok Kering 45 L3.3 Pembakaran Kulit Pisang Kepok Kering Menggunakan Muffle Furnace 46 L3.4 Hasil Pembakaran Kulit Pisang Kepok Kering 46 L3.5 Sampling Abu Hasil Pembakaran 46 L3.6 Penentuan Konsentrasi Basa Ekstrak Abu 47 L3.7 Pengukuran ph Ektrak Abu Menggunakan ph Meter 47 L3.8 Pengukuran Konduktivitas Larutan Menggunakan Conductivity Meter 48 LAMPIRAN 4 HASIL ANALISIS K 2 O 49 L4.1 Hasil Analisis K 2 O 49 xv

19 DAFTAR SINGKATAN AAS K 2 CO 3 K 2 O Atomic Absorption Spectroscopy Kalium Karbonat Kalium Oksida xvi

20 DAFTAR SIMBOL Simbol Keterangan Dimensi T Temperatur pembakaran ( o C) t Waktu pembakaran (jam) N Normalitas (N) V Volume (ml) xvii