laporan akhir pkm-penelitian biorecab universitas islam indonesia yogyakarta

7/23/2019 Laporan Akhir PKM-Penelitian BIORECAB Universitas Islam Indonesia Yogyakarta

1/18

i

LAPORAN AKHIR

PROGRAM KREATIVITAS MAHASISWA

JUDUL PROGRAM

BIORECAB (BIOBRIKET INOVASI TERBARUKAN REKAYASA

CAMPURAN DAN BENTUK) SOLUSI ENERGI MEMASAK RUMAH

TANGGA

BIDANG KEGIATAN :

PKMPENELITIAN

Diusulkan oleh :

Muhammad Noviansyah (12521164/2012)

Norma Indah Pratiwi (12320353/2012)

Rifi Restu Hadi (12521198/2012)

Muhammad Apriansyah (13423153/2013)

UNIVERSITAS ISLAM INDONESIA

YOGYAKARTA

2015


2/18

ii

PENGESAHAN LAPORAN AKHIR PKMPENELITIAN

1.

Judul Kegiatan : BIORECAB(Biobriket Inovasi

TerbarukanRekayasa Campuran Dan Bentuk)

Solusi Energi Memasak Rumah Tangga2.

Bidang Kegiatan : PKMPENELITIAN

3.

Ketua Pelaksana Kegiatan

a.

Nama Lengkap : Muhammad Noviansyah

b.

NIM : 12521164

c.

Jurusan : Teknik Kimia

d. Universitas/Institut/Politeknik : Islam Indonesia

e. Alamat Rumah dan No.Tel./Hp : Jalan Kaliurang Km 13 Pamungkas/

081907450600

f. Alamat Email : [email protected]

4.

Anggota Pelaksana Kegiatan/Penulis : 3 Orang

5.

Dosen Pendamping

a.

Nama Lengkap dan Gelar : Asmanto Subagyo, M.Sc

b.

NIDN : 05310855001

c.

Alamat Rumah dan No.Tel./Hp : Perum Nogotirto IV Jl. Murai No.39

Yogyakarta/ 085292402444

6. Biaya Kegiatan Total :

a. Dikti : Rp 11.326.000

b. Sumber Lain : -

7.

Jangka Waktu : 4 Bulan

Yogyakarta, 20 Juli 2015


3/18

iii

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL ............................................................................................. i

HALAMAN PENGESAHAN ................................................................................... ii

DAFTAR ISI ............................................................................................................. iii

ABSTRAK ................................................................................................................ iv

BAB 1. PENDAHULUAN ....................................................................................... 1

1.1Latar Belakang .............................................................................................. 1

1.2

Rumusan Masalah ......................................................................................... 1

1.3

Tujuan ........................................................................................................... 2

1.4

Mamfaat ........................................................................................................ 2

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA .............................................................................. 3

2.1Sekam Padi ....................................................................................................

2.2Tepung Kanji .................................................................................................

2.3Alat Cetak Hidrolik .......................................................................................

BAB 3. METODE PENELITIAN..............................................................................

3.1

Alat Dan Bahan ..............................................................................................

3.2

Prosedur Penelitian.........................................................................................

3.3Penentuan Mutu BIORECAB .......................................................................

BAB 4. HASIL YANG DICAPAI DAN POTENSI KHUSUS ................................

4.1Hasil Yang Dicapai .......................................................................................

4.2Potensi Khusus ..............................................................................................

BAB 5. PENUTUP ...................................................................................................

5.1

Kesimpulan ...................................................................................................

5.2

Saran ..............................................................................................................

DAFTAR PUSTAKA ...............................................................................................

LAMPIRANLAMPIRAN

Penggunaan Dana

BuktiBukti Pendukung


4/18

iv

ABSTRAK

Terinspirasi dari susahnya bahan bakar gas LPG didapat, harga yang

semakin meningkat secara berkelanjutan, dan kelangkaan di daerah-daerah yang

sulit dijangkau. Maka ide penelitian ini muncul yang berjudul BIORECAB(Biobriket Rekayasa Campuran dan Bentuk) Solusi Energi Memasak Rumah

Tangga. Bahan baku utama BIOBRIKET ini adalah sampah organik kering dari

limbah pertanian yang sudah diarangkan yaitu sekam padi. RECAB disini adalah

REKAYASA CAMPURAN yang dikonsentrasikan pada perlakuan pemberian

tepung kanji sebagai perekat pada arang sekam padi yang bertujuan untuk

memaksimalkan rekatan tepung kanji sebagai perekat dengan komposisi yang

minimal. Sedangkan REKAYASA BENTUK disini adalah BIORECAB dicetak

menggunakan cetakan kue manual dengan tekanan rendah yang bertujuan agar

mudah untuk dibakar dan agar terlihat familiar oleh rumah tangga karena

bentuknya yang seperti kue coklat, bentuk persegi panjang, dan seukuran ruas

jari. Metode pelaksanaan dalam penelitian BIORECAB ini melalui beberapa

tahap yaitu pengumpulan bahan baku, pengeringan bahan baku, karbonisasi,

penggerusan dan penyaringan, pencampuran bahan perekat, pencetakan,

pengempaan, pengeringan, dan penentuan mutu briket. Tujuan dari penelitian

BIORECAB ini adalah menghasilkan biobriket bermutu tinggi dan beragam

dengan kualitas bagus melebihi standar BRIKET dunia saat ini, dan juga agar

biobriket ini mampu bersaing dengan perusahaan berbasis EKSPOR dan

digunakan oleh masyarakat secara luas khususnya di INDONESIA.


5/18

1

BAB 1. PENDAHULUAN

1.1Latar Belakang

Dari susahnya bahan bakar gas LPG didapat, harganya yang semakin

meningkat secara berkelanjutan, dan kelangkaannya di daerah

daerah yangsulit dijangkau maka ini menjadi kekhawatiran yang serius serta harus ada

energi bahan bakar alternatif untuk menggantinya.

Gambar 1. Realita Kelangkaan Gas LPG

Memasak adalah kebutuhan primer dan mutlak yang harus dilakukan

kegiatan rumah tangga dan untuk para pedagang makanan agar mereka tetap

bisa hidup. Maka ide penelitian BIORECAB ini muncul.

Gambar 2. Briket Yang Ada Dipasaran

Briket merupakan energi bahan bakar padat yang dapat digunakan

sebagai alternatif pengganti gas LPG namun kelemahannya yaitu lama

dibakar, berasap,berjelaga, dan bentuknya yang kurang familiar sehingga

masyarakat kurang tertarik akan briket ini.

1.2Rumusan Masalah

Rumusan masalah dari penelitian BIORECAB ini antara lain :

1. Berapa komposisi tepat pemberian tepung kanji sebagai perekat

BIORECAB ?

2. Apakah bentuk seperti kue coklat, bentuk persegi panjang, dan

seukuran ruas jari memudahkan BIORECAB dibakar ?

3. Bagaimana kandungan air, kandungan abu, volatile matter, dan kadar

karbon terikat dari BIORECAB ?

4.

Bagaimana nilai kalor yang dihasilkan BIORECAB ?


6/18

2

1.3Tujuan

Tujuan dari penelitian BIORECAB ini antara lain :

1. Menentukan komposisi tepat pemberian tepung kanji sebagai perekat

BIORECAB.2. Membentuk BIORECAB seperti kue coklat, bentuk persegi panjang

seukuran ruas jari agar mudah dibakar.

3. Mengetahui kandugan air, kandungan abu, volatile matter, dan kadar

karbon terikat dari BIORECAB.

4. Mengetahui nilai kalor yang dihasilkan BIORECAB.

1.4Mamfaat

Manfaat dari penelitian BIORECAB ini antara lain :

1.

Memamfaatkan limbah pertanian seperti sekam padi menjadi produk

energi bahan bakar alternatif yang bernilai ekonomis dan komersil

dengan nilai teknologi dan jual tinggi.

2. Menjadikan produk energi alternatif BIORECAB ini sebagai

penggerak ekonomi untuk para pedagang makanan jalanan dan

membuka lapangan pekerjaan.

3. Menyadarkan masyarakat agar mau beralih kepada energi terbarukan

seperti BIORECAB dalam memasak untuk menghindari

ketergantungan gas LPG.


7/18

3

BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA

2.1Target Selanjutnya

Target selanjutnya antara lain :

1.

Penelitian BIORECAB dibuat praktis dan ekonomis agar pada saat

pembuatan produk skala industri dapat layak untuk diproduksi massal.

2. Bahan baku organik pembuatan BIORECAB akan dikomposisikan dengan

bahan organik yang lainnya seperti batok kelapa, ranting kering, sampah

daun, serut kayu, dan sebagainya agar pemamfaatan sampah organic bisa

lebih maksimal.

3. Membuat 1 unit alat pembuatan produk BIORECAB skala home industri

dan skala industri mulai dari alat pengarangan, penumbukan, pengayakan,

pengadukan, dan pencetakan yang di desain sendiri dengan sistem alat

bekerja manual namun menghasilkan produksi setara dengan alat/ mesinbertenaga motor penggerak.

4. Mencari dukungan secara MORAL dan MORIL untuk bermitra

memproduksi BIORECAB mulai dari UKM, KAMPUS, TIM PENELITI,

LEMBAGA SWADAYA MASYARAKAT, INDUSTRI, dan

PEMERINTAH.

2.2Luaran Yang Diharapkan

Luaran yang diharapkan antara lain :

1.

Meningkatkan inovasi mahasiswa dalam rangka bereksperimen dan dalam

menemukan hasil produk yang bermamfaat dan tepat guna.

2.

Meningkatkan ketertarikan masyarakat Indonesia akan energi bahan bakar

alternatif seperti BIORECAB ini untuk menghindari ketergantungan

memasak menggunakan gas LPG.

3.

Mempublikasikan hasil produk BIORECAB ini secara bertahapmulai dari

jurnal ilmiah, seminar, rumah tangga sampai ke pedagang makanan

sebagai alternatif bahan bakar memasak.

4. Mempatenkan produk hasil penelitian ini untuk keperluan pengembangan

riset selanjutnya.


8/18

4

BAB 3. METODE PENELITIAN

3.1Alat Dan Bahan

Alat dan bahan yang dibutuhkan antara lain :

1.

AlatTempat pengarangan (kiln), alat tumbuk manual , ayakan (60 mesh), alat

cetak kue manual, oven, tanur, timbangan digital, eksikator, hot plate,

cawan porselin, gelas kimia 1000 mL, gelas ukur 100 mL, termometer

110oC, cawan petri, wajan,kertas temple, batang pengaduk, plastik 1 Kg

transparan, tisu, masker, plastik klip, dan wadah plastik.

2.

Bahan

Arang sekam padi, tepung kanji, dan air.

3.2Prosedur Penelitian

Prosedur penelitian melalui beberapa tahapan antara lain :

Gambar 3. Prosedur Pembuatan BIORECAB


9/18

5

Keterangan :

1.

Pengeringan Bahan Baku, sekam padi didiamkan 1 hari guna

meningkatkan kadar asam lemak bebasnya kemudian dikeringkan di

bawah sinar matahari selama 1 hari untuk mengurangi kandungan airnya.2.

Karbonisasi, sekam padi yang sudah kering sebanyak 20 kg diarangkan

dengan menggunakan kiln drumsyang sepeeti terlihat pada Gambar 3.

Pengarangan selesai yang ditandai dengan asap yang keluar mulai menipis.

Proses ini dibiarkan berlangsung selama 2 jam. Selanjutnya arang

didinginkan selama 30 menit dan dilakukan penyortiran dengan

memisahkan antara arang yang berwarna hitam dengan arang yang telah

membentuk abu maupun arang yang belum terbentuk sempurna.

3. Penumbukkan/penggilingan dan penyaringan arang yang telah terbentuk

pada proses karbonisasi selanjutnya dihaluskan dengan menggunakan alat

tumbuk atau mesin giling dan diayak sehingga diperoleh serbuk arang

dengan ukuran 60 mesh sesuai dengan SNI 01-6235-2000.

4.

Pencampuran bahan dengan cara mencampur serbuk arang sekam dan

tepung kanji. Terlebih dahulu tepung kanji dicampur air sebanyak 350 ml

dan di didihkan pada suhu 110oC sampai membentuk gel. Berat kanji

divariasikan yaitu 2%, 3%, 4%,5%, dan 6% terhadap berat serbuk arang.

Adapun perlakuan dilihat pada Tabel 1.

Tabel 1. Perlakuan Proses Pencampuran Bahan dan Perekat.

Perlakuan Serbuk Arang

(gram)

Perekat

Kanji(gram)

Air

(ml)

2% 200 4 (5) 350

3% 190 5,7 (6) 350

4% 180 7,2 350

5% 170 8,5 350

6% 160 9,6 350

5. Pencetakan, hasil adonan briket diletakkan pada alat cetak kue manual

bertekanan rendah dengan bentuk silinder sebesar jari kelingking.Pengeringan briket arang yang dihasilkan kemudian dikeringkan di bawah

terik matahari atau dalam oven pada suhu 105C selama 2 jam. Lalu

briket dapat dikemas dalam kantong plastik dan ditutup rapat untuk

menjaga agar briket tetap dalam keadaan kering.


10/18

6

3.3Penentuan Mutu BIORECAB

Penentuan mutu BIORECAB menggunakan standar ASTMD antara lain :

1. Perhitungan uji kadar air BIORECAB menggunakan standar ASTM D

3173Menimbang cawan porselin kosong kemudian sampel BIORECAB

dimasukkan ke cawan sebanyak yang ditentukan (gram). Sampel diratakan

dan dimasukkan ke dalam oven yang telah diatur suhunya sebesar 130C

selama 30 menit. Cawan dikeluarkan dari oven dan didinginkan dalam

eksikator kemudian ditimbang bobotnya. Penentuan kadar air dilakukan

sebanyak tiga kali pengulangan (triplo).

= ( )

100%

Dimana :

a = berat sampel + cawan kosong (gram)

b = berat kering + cawan kosong (gram)

2.

Perhitungan uji volatile matter BIORECAB mengikuti standar ASTM D

3175

Pada Suhu 900oC cawan kosong beserta tutupnya terlebih dahulu

dipijarkan di dalam oven selama 30 menit dan didinginkan di dalam

eksikator. Kemudian ditimbang dengan teliti sebanyak yang ditentukan

(gram) sampel BIORECAB ke dalam cawan kosong tersebut. Cawanselanjutnya ditutup dan dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 900C

selama 7 menit. Penentuan kadar zat yang hilang pada suhu 900C

dilakukan sebanyak tiga kali pengulangan (triplo).

( ) = ( ) 100%Dimana :

a = massa sampel

d = massa setelah pengovenan

3. Perhitungan uji kadar abu BIORECAB menggunakan standar ASTM D

3174

Mengeringkan cawan porselin dalam oven bersuhu 600C selama

30 menit. Selanjutnya cawan didinginkan di dalam eksikator dan

ditimbang bobot kosongnya. Kemudian ke dalam cawan kosong tersebut

dimasukkan sampel sebanyak yang ditentukan (gram). Cawan yang telah

berisi sampel selanjutnya dimasukkan ke dalam oven dengan suhu 800C

selama 4 jam sampai sampel menjadi abu.


11/18

7

Selanjutnya cawan diangkat dari dalam oven dan didinginkan di

dalam eksikator, lalu ditimbang. Penentuan kadar abu dilakukan sebanyak

tiga kali pengulangan (triplo).

= ( ) 100%Dimana :

a = massa sampel c = massa cawan + abu

b = massa cawan kosong

4. Perhitungan uji kadar karbon terikat pada BIORECAB mengikuti standar

ASTM D3172

= 100% (% +% + %

)

5.

Perhitungan uji nilai kalor yang dihasilkan BIORECAB sesuai dengan

ASTM D2015

= ( 2) ( )

Dimana :

Kbk= kapasitas panas bomb calorimeter mk= massa kawatKk= kapasitas panas kawat mb= massa benang

Kb= kapasitas panas benang mspl= massa sampel

2= kenaikan suhu pembakaran sampel uji


12/18

8

BAB 4. HASIL YANG DICAPAI DAN POTENSI KHUSUS

4.1Hasil Yang Dicapai

Hasil sementara pengambilan data penelitian antara lain :

Tabel 2. Hasil Sementara Pengujian Mutu BIORECAB

Parameter Perlakuan

2% 3% 4% 5% 6%

Kadar Air % 6,0606 6,2061 6,3622 - -

Volatile matter % 6,0283 6,2739 6,5669 - -

Kadar abu % 9,6091 9,8313 9,9435 - -

Kadar karbon

terikat %

78,302 77,689 77,124 - -

Nilai kalor - - - - -

Tabel 3. Mutu Briket Arang Jepang, Amerika, Inggris, dan Indonesia

Parameter Jepang Amerika Inggris SNI

Kadar Air % 68 6 34 Max. 8

Volatile

matter %

1530 19 16 Max. 5

Kadar abu % 36 18 810 Max. 8

Kadar karbon

terikat %

Nilai kalor >5.000

4.2Potensi Khusus


13/18

9

BAB 5. PENUTUP

5.1Kesimpulan

Keluaran dari penelitian ini ialah artikel ilmiah yang mamfaatnya antara lain :

1.

Meningkatkan inovasi mahasiswa dalam rangka bereksperimen dan dalam

menemukan hasil produk yang bermamfaat dan tepat guna.

2. Meningkatkan ketertarikan masyarakat Indonesia akan energi bahan bakar

alternatif seperti BIORECAB ini untuk menghindari ketergantungan

memasak menggunakan gas LPG.

3. Mempublikasikan hasil produk BIORECAB ini secara bertahapmulai dari

jurnal ilmiah, seminar, rumah tangga sampai ke pedagang makanan

sebagai alternatif bahan bakar memasak.

4. Mempatenkan produk hasil penelitian ini untuk keperluan pengembangan

riset selanjutnya.

5.2Saran

Potensi bisnis produk BIORECAB ini sebenarnya memeliki peluang

yang sangat besar untuk dijadikan skala home industri dan skala industri.

Dengan sedikit strategi yaitu membuat sendiri alat operasionalnya bertenaga

manual namun setara mesin/ listrik produk yang dihasilkan. Hal ini dilakukan

untuk dapat menekan biaya yang sangat mahal dari alat alat operasional

pengolah produk briket bertenaga mesin/ listrik saat ingin menjadikannyasebagai bisnis skala home industri dan skala industri. Sehingga pemodal awal

dapat menjalankan bisnisnya dengan tidak sangat terbebani oleh biaya alat

yang mahal di awal produksi. Di bawah ini salah satu contoh alat pencetak

produk BIORECAB yang di desain sendiri untuk memenuhi kebutuhan

produksi.


14/18

10

DAFTAR PUSTAKA

Jurnal

Baharaddin A, Wakisaka M, Shirai Y, Abd-Aziz S, Rahman A, Hassan M. Co-

composting of empty fruit bunches and partially treated palm oil mill effluents inpilot scale.International Journal ofAgricultural Research 2009;4:6978.

Mae K, Hasegawa I, Sakai N, Miura KA. New Conversion Method for

Recovering Valuable Chemicals from Oil Palm Shell Wastes Utilizing Liquid-

Phase Oxidation with H2O2 under Mild Conditions.Energy Fuels2000;14:1212-

1218.

Lua AC, Guo J. Preparation and characterization of chars from oil palm waste.

Carbon1998;36(11):1663-1670

Buku

Annual Books of ASTM Standards volume 05.06, 2003, Gaseous Fuel; Coal

andCoke, PA USA.


15/18

11

LAMPIRAN LAMPIRAN

Penggunaan Dana

Bahan Penggunaan Kuantitas Harga (Rp)

Sekam Padi Bahan Utama 10 Karung 100.000Tepung Kanji Perekat 10 Kg 100.000

Alumunium Foil Pelapis 5 Bungkus 75.000

Plastik Klip

Wadah Plastik Tempat Mengaduk 3 Buah 30.000

Alu Tempat Mengahancurkan

Arang

1 Buah 55.000

Masker Biasa Pelindung Pernapasan 10 Buah 10.000

Alat Tulis Lengkap Penulisan dan Print Lengkap 150.000

Dongkrak 2 Ton Penekan Cetakkan 1 Unit 195.000

Mur 3/4 Komponen Alat Cetak 8 Biji 14.000As Drat 3/4 Komponen Alat Cetak 4 Batang 142.900

Ayakan 60 Mesh Mengayak 1 Meter 200.000

Grinder Daging Menghaluskan Arang 1 Unit 104.500

Plastik Bungkus Membungkus Bahan 1 Kantong 5.500

PVC Komponen Alat Cetak 1 Batang

Panjang

33.500

Ring Kuningan Perapat Mur 16 Biji 48.000

Drat Dalam Sambungan Pipa 1 Biji 15.000

Kaca Mata gerinda Melindungi Mata 1 Buah 10.000

Mur dan Baut Mengencangkan Seng

Pembakaran

54 Biji 10.000

Serbet Membersihkan Tangan 1 Lipat 4.300

Plat Besi Komponen Alat Cetak 40 cm x 120 cm 144.000

Ongkos Potong Plat

Besi

Pemotongan Plat Besi 2 Kali Potong 40.000

Bor Membuat Lubang 1 Unit 625.000

Gerinda Memotong 1 Unit 850.000

Karet Gelang Mengikat Bungkusan 1 Bungkus 3.500

Sarung Tangan

Industri

Melindungi Tangan 1 Pasang 16.000

Kabel Rol Colokkan 1 Unit 40.000Tang Pemotong 1 Komponen 20.000

Alumunium Foil Pelapis Tempat

Pengarangan

2 Gulungan 12.500

Seng Sarangan 1 Meter 30.000

Kawat Mengikat 1 Meter 10.000

Kran Kompressor Saluran Asap 1 Unit 55.500

Spidol Menulis 2 Biji 2.200

Drum Besi Tempat Karbonisasi 1 Drum 120.000

Borset Mengebor 1 Unit 210.000

Cetakkan Mencetak 1 Biji 4.500

Sarung Tangan Melindungi Tangan 1 Pasang 6.000


16/18

12

Industri

Scan Menscan 1 Kali 9.000

Akrilik Bawahan Alat Cetak 1 m x 1 m 300.000


17/18

13

BuktiBukti Pendukung Kegiatan


18/18

14

laporan akhir pkm-penelitian biorecab universitas islam indonesia yogyakarta

Documents