FIS L A S PA S C A S A R J A N A SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009

STUDI ANALISA SIMULASI TENTANG KORELASI IMPREGNASI SILIKA (SiO2) TERHADAP NILAI KALOR BAKAR DAN KUAT TEKAN SERTA KARAKTERISTIK BRIKET ARANG TEMPURUNG KELAPA

TESIS

Oleh

K O LA

E

A

S

A S A R JA

N

PA

C

H

S

HAFNI SUSANTI 077026007/FIS

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009

Hafni Susanti : Studi Analisa Simulasi Tentang Korelasi Impregnasi Silika (SiO2) Terhadap Nilai Kalor Bakar Dan Kuat Tekan Serta Karakteristik Briket Arang Tempurung Kelapa, 2009 USU Repository © 2008

STUDI ANALISA SIMULASI TENTANG KORELASI IMPREGNASI SILIKA (SiO2) TERHADAP NILAI KALOR BAKAR DAN KUAT TEKAN SERTA KARAKTERISTIK BRIKET ARANG TEMPURUNG KELAPA

TESIS

Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat untuk Memperoleh Gelar Magister Sains dalam Program Studi Ilmu Fisika pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara

Oleh HAFNI SUSANTI 077026007/FIS

SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009


Judul Tesis

: STUDI ANALISIS SIMULASI TENTANG KORELASI IMPREGNASI SILIKA (SiO2) TERHADAP NILAI KALOR BAKAR DAN KUAT TEKAN SERTA KARAKTERISTIK BRIKET ARANG TEMPURUNG KELAPA

Nama Mahasiswa

: Hafni Susanti

Nomor Pokok

: 077026007

Program Studi

: Fisika

Menyetujui Komisi Pembimbing

(Prof. Dr. Muhammad Zarlis, M.Sc) Ketua

(Drs. Nasir Saleh, M.Eng.Sc) Anggota

Ketua Program Studi

Direktur

(Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc)

(Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B, M.Sc)

Tanggal lulus : 16 Juni 2009


Telah diuji pada Tanggal : 16 Juni 2009

PANITIA PENGUJI TESIS Ketua

: Prof. Dr. Muhammad Zarlis, M.Sc

Anggota

: 1. Drs. Nasir Saleh, M.Eng.Sc 2. Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc 3. Drs. Anwar Dharma Sembiring, MS 4. Drs. Nasruddin M.N, M.Eng.Sc


ABSTRAK

Dari data penelitian pengaruh penambahan silika (SiO2) dengan konsentrasi mulai dari 0,1% sampai 1,0% pada briket arang tempurung kelapa secara eksperimen dilakukan simulasi komputasi numerik dengan menggunakan Matlab versi 6.1. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui korelasi antara penambahan SiO2 terhadap kadar air, kadar abu, kadar volatil, dan kadar karbon serta kalor bakar dan kuat tekan dari briket arang tempurung kelapa secara analisis simulasi komputasi numerik menggunakan Matlab. Dari hasil perbandingan simulasi dan eksprimen kadar air, kadar abu, kadar volatil dan kuat tekan berbanding lurus dengan penambahan konsentrasi SiO2 menunjukkan korelasi positif, sedangkan kadar karbon dan kalor bakar berbanding terbalik dengan penambahan konsentrasi SiO2 menunjukkan korelasi negatif. Hasil simulasi komputasi numerik dari korelasi impregnasi silika (SiO2) terhadap kalor bakar dan kuat tekan serta karakteristik briket arang tempurung kelapa menunjukkan data fluktuasi untuk poin-poin yang diberikan. Hasil simulasi komputasi numerik menggunakan Matlab menyebabkan terjadi fluktuasi hasil yang diberikan dari eksperimen.

Kata Kunci: Analisis Simulasi, Impregnasi, Arang Tempurung Kelapa, Briket, Matlab.

ABSTRACT

From the reseach data of the effect of the increase in silica (SiO2) in the concentration ranging 0.1% to 1.0%on the charcoal briquette of coconut shell experimentally, a numeric computation simulation has been conducted by using Matlab version 6.1. The present research intended to know the correlation between the increase in SiO2 and the contents of water, dust, volatile, and carbon and the heat


caloric and pressure power of the charcoal briquette of coconut shell analytically in a numeric computation simulation using Matlab. Based on the comparison, it can be found that the simulation and experiment of the water, dust, and volatile contents and the pressure power was aproportional to the increase in concentration of SiO2 showing a positive correlation where as the carbon and heat caloric was inverse to the increase in concentration of SiO2 showing a negative correlation. The result of the numeric computation simulation of the correlation between the impregnation of silica (SiO2) and the heat calorie and the pressure power and the characteristic of charcoal briquette of coconut shell showed the fluctuated data of the points offered. The result of the numeric compuation simulation using Matlab caused the fluctuating results as indicated by the experiment.

Keywords: Simulation Annalysis, Impregnation, Charcoal of Coconut Shell, Briquette, Matlab.

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa kami panjatkan karena berkat keyakinan, kesehatan, dan kesempatan yang telah diberikan-Nya membuat tesis ini dapat diselesaikan. Kami ucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada Pemerintah Republik Indonesia c.q. Pemerintah Provinsi Sumatera Utara yang telah memberikan bantuan dana sehingga kami dapat menyelesaikan Program Magister Sains pada Program Studi Ilmu Fisika Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara.


Dengan selesainya tesis ini, kami mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada: Bapak Prof. Chairuddin P. Lubis, DTM&H, Sp.A(K), Rektor Universitas Sumatera Utara Medan, yang telah memberikan kesempatan kepada kami untuk mengikuti dan menyelesaikan pendidikan Program Magister Sains. Ibu Prof. Dr. Ir. T. Chairun Nisa B, M.Sc sebagai Direktur Sekolah Pascasarjana USU Medan yang telah memberikan kesempatan kepada kami mengikuti pendidikan Program Magister Sains pada Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara. Bapak Prof. Dr. Eddy Marlianto, M.Sc, Ketua Program Studi Ilmu Fisika, Drs. Nasir Saleh, M.Eng, Sc, Sekretaris Program Studi Ilmu Fisika beserta seluruh Staf Pengajar pada Program Studi Ilmu Fisika Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatera Utara. Terima kasih yang tak terhingga dan penghargaan yang setinggi-tingginya kami ucapkan kepada Bapak Prof. Dr. Muhammad Zarlis, M.Sc selaku Pembimbing Utama yang dengan penuh perhatian dan telah memberikan dorongan dan bimbingan, demikian juga kepada Bapak Drs. Nasir Saleh, M.Eng, Sc selaku Pembimbing Lapangan yang dengan penuh kesabaran menuntun dan membimbing kami hingga selesainya penelitian ini. Kepada Nenenda almh. Siti Rahmah, Ayahanda Alm. Ali Umar, dan Ibunda Hanimah, suamiku Ir. Ichdal Ferziv, anak-anakku Hafich Ghifari dan Anida Naifa, adikku Asrul Effendi serta seluruh keluargaku tersayang yang memberikan semangat dan dorongan bagi kami dalam menyelesaikan pendidikan pada Program Studi Ilmu Fisika Universitas Sumatera Utara. Ucapan terima kasih atas nasehat dan dukungannya kepada Ibu Dra. Hj. Rebekka Girsang (Kepala SMA Negeri 1 Medan). Ucapan terima kasih kepada bapak dan ibu guru rekan-rekan di SMA Negeri 1 Medan. Ucapan terima kasih kepada rekan-rekan guru di SMA Swasta Plus Muhammadiyah Medan.


Yang tak terlupakan atas kesabarannya untuk membimbing dan mengajari kami dalam metode simulasi Ibu Herlina Harahap, M.Si. Kawan-kawan Program Studi Ilmu Fisika Universitas Sumatera Utara angkatan 2007 yang telah memberikan bantuan dan dorongan kepada kami, Pegawai Administrasi Sekolah Pascasarjana USU Medan yang telah memperlancar administrasi selama penulis menempuh pendidikan, dan berbagai pihak yang banyak membantu kami yang tidak bisa disebutkan satu persatu. Dengan segala kerendahan hati, tulisan ini masih mempunyai kekurangan, namun penulis berharap dapat memberikan manfaat sebagai bahan referensi dan untuk keperluan pengembangan ilmu pengetahuan.

Medan,

Juni 2009

HAFNI SUSANTI


RIWAYAT HIDUP

DATA PRIBADI Nama Lengkap berikut Gelar

: Hafni Susanti, SPd

Tempat dan Tanggal Lahir

: Medan, 9 Desember 1968

Alamat Rumah

: Jalan Laksana Gang Bunga No. 1 Medan

Telepon/Faks/HP

: (061) 7353752

Instansi Tempat Bekerja

: SMA Negeri 1 Medan

Alamat Kantor

: Jl. T. Cik Ditiro No. 1 Medan

Telepon/Faks

: (061) 4511765

DATA PENDIDIKAN SD

: SD Swasta Al.Ulum Medan

Tamat : 1981

SMP

: SMP Swasta Al.Ulum Medan

Tamat : 1984

SMA

: SMA Negeri 6 Medan

Tamat : 1987

Diploma-3

: FMIPA USU Medan

Tamat : 1990

Strata-1

: FMIPA UNM

Tamat : 1999

Strata-2

: Program Studi Ilmu Fisika

Tamat : 2009

Sekolah Pascasarjana USU Medan


DAFTAR ISI Halaman ABSTRAK.......................................................................................................... i ABSTRACT ........................................................................................................ ii KATA PENGANTAR....................................................................................... iii RIWAYAT HIDUP........................................................................................... v DAFTAR ISI..................................................................................................... vi DAFTAR TABEL............................................................................................. viii DAFTAR GAMBAR.......................................................................................... ix DAFTAR LAMPIRAN..................................................................................... x BAB I

PENDAHULUAN.............................................................................. 1.1. Latar Belakang........................................................................... 1.2. Perumusan Masalah................................................................... 1.3. Tujuan Penelitian....................................................................... 1.4. Manfaat Penelitian.....................................................................

1 1 4 4 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA.................................................................... 2.1. Energi Alternatif........................................................................ 2.2. Karbon....................................................................................... 2.2.1. Karbon Aktif.................................................................. 2.2.2. Struktur Karbon Aktif.................................................... 2.2.3. Pori-pori Karbon Aktif................................................... 2.2.4. Kadar Air dan Abu Karbon Aktif.................................. 2.3. Briket Arang............................................................................... 2.4. Silika........................................................................................... 2.5. Komputasi.................................................................................. 2.5.1. Metode Analitik dan Metode Numerik.......................... 2.5.2. Komputer......................................................................... 2.5.3. Perangkat Lunak Komputer............................................ 2.5.4. Matlab (Matrix Laboratory)............................................

6 6 7 9 10 10 11 12 12 13 13 15 15 16

BAB III METODOLOGI PENELITIAN........................................................ 3.1. Pemilihan Data dan Perangkat Lunak....................................... 3.1.1. Pemilihan Data............................................................... 3.1.2. Pemilihan Perangkat Lunak........................................... 3.2. Tempat Penelitian....................................................................... 3.3. Variabel dan Parameter............................................................. 3.3.1. Variabel.......................................................................... 3.3.2. Parameter yang Digunakan............................................ 3.4. Komputasi Numerik..................................................................... 3.5. Korelasi Konsentrasi...................................................................

21 21 21 21 21 22 22 22 22 23


3.5.1. Korelasi Konsentrasi terhadap Kadar Air...................... 3.5.2. Korelasi Konsentrasi terhadap Kadar Abu.................... 3.5.3. Korelasi Konsentrasi terhadap Kadar Volatil................ 3.5.4. Korelasi Konsentrasi terhadap Kadar Karbon............... 3.5.5. Korelasi Konsentrasi terhadap Kuat Tekan................... 3.5.6. Korelasi Konsentrasi terhadap Kalor Bakar.................. 3.6. Pemrograman............................................................................. 3.7. Algoritma................................................................................... 3.7.1. Algoritma Program Kadar Air....................................... 3.7.2. Algoritma Program Kadar Abu...................................... 3.7.3. Algoritma Program Kadar Volatil.................................. 3.7.4. Algoritma Program Kadar Karbon................................ 3.7.5. Algoritma Program Kuat Tekan..................................... 3.7.6. Algoritma Program Kalor Bakar................................... 3.8. Flowchart................................................................................... 3.8.1. Flowchart Korelasi Konsentrasi terhadap Kadar Air..... 3.8.2. Flowchart Korelasi Konsentrasi terhadap Kadar Abu. 3.8.3. Flowchart Korelasi Konsentrasi terhadap Kadar Volatil............................................................................ 3.8.4. Flowchart Korelasi Konsentrasi terhadap Kadar Karbon............................................................................ 3.8.5. Flowchart Korelasi Konsentrasi terhadap Kuat Tekan. 3.8.6. Flowchart Korelasi Konsentrasi terhadap Kalor Bakar..............................................................................

23 24 24 25 25 25 26 26 28 29 30 31 32 33 34 37 38

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN.......................................................... 4.1. Analisis Hasil Komputasi Numerik Kadar Air........................... 4.2. Analisis Hasil Komputasi Numerik Kadar Abu......................... 4.3. Analisis Hasil Komputasi Numerik Kadar Volatil..................... 4.4. Analisis Hasil Komputasi Numerik Kadar Karbon................... 4.5. Analisis Hasil Komputasi Numerik Kuat Tekan........................ 4.6. Analisis Hasil Komputasi Numerik Kalor Bakar......................

43 43 45 46 47 49 50

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN.......................................................... 5.1. Kesimpulan................................................................................ 5.2. Saran..........................................................................................

53 53 53

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

54

39 40 41 42

DAFTAR TABEL


Nomor

Judul

Halaman

2.1

Syarat Mutu Karbon Aktif ............................................................

11

2.2

Standar Bahasa Pemrograman ........................….………………..

17


DAFTAR GAMBAR

Nomor

Judul

Halaman

2.1

Karbon Aktif ..................................................................................

10

2.2

Briket Tempurung Kelapa..............................................................

12

3.1

Contoh Simbol Flowchart..............................................................

35

3.2

Flowchart Korelasi Konsentrasi terhadap Kadar Air.....................

37

3.3

Flowchart Korelasi Konsentrasi terhadap Kadar Abu...................

38

3.4

Flowchart Korelasi Konsentrasi terhadap Kadar Volatil...............

39

3.5

Flowchart Korelasi Konsentrasi terhadap Kadar Karbon..............

40

3.6

Flowchart Korelasi Konsentrasi terhadap Kuat Tekan..................

41

3.7

Flowchart Korelasi Konsentrasi terhadap Kalor Bakar.................

42

4.1.a Grafik Kadar Air vs Konsentrasi dengan Simulasi.........................

43

4.1.b Grafik Kadar Air vs Konsentrasi dengan Eksperimen...................

44

4.2.a Grafik Kadar Abu vs Konsentrasi dengan Simulasi......................

45

4.2.b

Grafik Kadar Abu vs Konsentrasi dengan Eksperimen................

45

4.3.a Grafik Kadar Volatil vs Konsentrasi dengan Simulasi..................

46

4.3.b

Grafik Kadar Volatil vs Konsentrasi dengan Eksperimen............

47

4.4.a

Grafik Kadar Karbon vs Konsentrasi dengan Simulasi................

48

4.4.b

Grafik Kadar Karbon vs Konsentrasi dengan Eksperimen...........

48

4.5.a Grafik Kuat Tekan vs Konsentrasi dengan Simulasi....................

49

4.5.b

Grafik Kuat Tekan vs Konsentrasi dengan Eksperimen...............

50

4.6.a Grafik Kalor Bakar vs Konsentrasi dengan Simulasi...................

51

4.6.b

51

Grafik Kalor Bakar vs Konsentrasi dengan Eksperimen..............


DAFTAR LAMPIRAN

Nomor A B C

Judul Tabel Data Hasil Komputasi ………………………….

Pemrograman ………………………………………… Proses Input Data …………………………………….

Halaman 57 63 73


BAB I PENDAHULUAN

1.1.

Latar Belakang Dengan meningkatnya secara pesat pembangunan pada segala bidang yang

mengakibatkan pula meningkatnya kebutuhan akan energi, sementara cadangan energi seperti minyak bumi, dan gas alam yang tersedia di perut bumi semakin menipis, oleh karena itu kita dituntut untuk memikirkan sumber energi alternatif yang dapat diperbaharui. Salah satu sumber alternatif yang dapat diperbaharui adalah pemanfaatan limbah tempurung kelapa yang diolah menjadi briket arang, karena selama ini penggunaan tempurung kelapa hanya sebagai arang biasa dan belum dipergunakan secara optimal, sementara sediaan tempurung kelapa cukup banyak terdapat di Indonesia khususnya daerah Sumatera Utara dan dapat diperbaharui. Tempurung kelapa banyak juga dimanfaatkan oleh masyarakat yaitu pada industri kerajinan tangan, tepung tempurung, arang, arang aktif adalah didasarkan pada sifat-sifatnya yang merupakan bahan padatan amorf yang berpori (Keake, et. al, 1955). Briket tempurung kelapa adalah bahan bakar alternatif terbuat dari bahan baku tempurung kelapa yang sudah diolah menjadi briket dan diharapkan menjadi bahan bakar pengganti sebagai pilihan yang dibutuhkan masyarakat (........., 2009b).


Adapun komposisi arang tempurung kelapa terdiri atas unsur C = 81,9%; H = 5,5%; N = 3,1%; O = 9,5% dan pH = 6,7 sedang karbon tempurung dapat disebut karbon polar atau karbon non polar, hal ini dibedakan dari banyaknya gugus karbonil (C = O) yang melekat pada karbon Laine, et.al, 1999). Karbon polar biasanya terjadi jika karbonisasi (proses pengarangan) karbon di bawah suhu 700oC. Pada pembuatan briket arang, maka arang polar yang sering digunakan karena material arang polar akan merekat dengan binder atau perekat yang bersifat polar. Pembriketan atau briquetting terhadap suatu material merupakan cara untuk mendapatkan bentuk dan ukuran yang dikehendaki agar dapat dipergunakan untuk keperluan tertentu. Pembriketan ini lazim dilakukan terhadap coke, peat, garam, arang dan bahan mineral lainnya. Pembuatan obat dalam bentuk tablet ataupun katalis dalam bentuk pellet termasuk juga dalam cara briquetting (Sudrajat, R. 1993). Karbon merupakan material berpori-pori di mana pori-porinya semakin besar setelah dilakukan aktivasi fisik atau kimia, pori-pori karbon yang besar diduga menurunkan nilai kalor bakar dari briket (4000-5000) kal/g (Hartoyo, et.al, 1996). Komputer adalah hasil produk teknologi tinggi yang akhir-akhir ini telah banyak dijumpai, dipakai, dan dimanfaatkan pada berbagai bidang kegiatan laboratorium fisika atau bidang lainnya. Pemakaian komputer ini lebih meningkat lagi setelah diproduksinya berbagai jenis komputer yang harganya relatif murah. Pengalaman di lapangan menunjukkan bahwa pemakaian komputer di laboratoriumlaboratorium masih terbatas untuk pengetikan atau pengolahan data tertentu, dengan kata lain, pemakaian komputer sebagai alat yang serbaguna belum maksimal. Dari


segi akademis, masih banyak dijumpai tenaga pengajar dan mahasiswa yang masih enggan dalam menggunakan komputer, sedangkan komputer adalah sebagai alat bantu utama pengembangan fisika komputasi (Zarlis, 2007). Kemajuan komputer digital telah membuat bidang metode numerik berkembang secara dramatis. Tentu saja alasan utama penyebab kemajuan ini adalah perkembangan komputer itu sendiri, baik dari segi kapasitas, kecepatan maupun akurasinya. Sejalan dengan itu, perangkat lunak (software) semakin berkembang dan beragam sesuai dengan fungsinya masing-masing. Di pasaran terdapat banyak program aplikasi komersil yang langsung dapat digunakan. Contoh program aplikasi itu adalah Matlab yang diproduksi oleh The Math Works, Inc. Matlab adalah salah satu dari sekian banyak perangkat lunak perhitungan. Perangkat lunak ini belum begitu populer untuk penelitian dengan menggunakan metode numerik dibandingkan dengan lainnya, padahal Matlab versi pertama telah dikomersilkan sejak tahun 1970 (Ramza, et.al, 2007). Tertarik dengan penggunaan komputer dan masalah dari pengaruh penambahan silika (SiO2) terhadap nilai kalor bakar dan kuat tekan briket arang tempurung kelapa inilah yang mendorong penulis untuk meneliti secara simulasi komputasi dari korelasi antara impregnasi silika (SiO2) terhadap nilai kalor bakar dan kuat tekan briket arang tempurung kelapa serta karakteristiknya.


1.2.

Perumusan Masalah Penelitian pengaruh penambahan silika pada briket arang tempurung kelapa

secara eksprimen terdiri atas beberapa tahap pengerjaan, mulai dari karbonisasi, penggilingan, pengayakan, kemudian diimpregnasi sampai penganalisaan. Semua hasil analisa dirangkum dari beberapa pengujian dari beberapa sampel. Semakin banyak pengujian, maka hasil penelitian semakin akurat. Akan tetapi pembuatan sampel sampai penganalisaan membutuhkan waktu dan biaya yang relatif besar. Untuk mengatasi hal ini dipilih alternatif lain, yaitu komputasi numerik. Dalam hal ini penulis meneliti untuk melihat korelasi penambahan silika (SiO2) terhadap nilai kalor bakar dan kuat tekan serta karakteristik briket arang tempurung kelapa yang terdiri dari: kadar air, kadar abu, kadar volatil, dan kadar karbon secara simulasi komputasi numerik dengan bahasa pemrograman Matlab.

1.3.

Tujuan Penelitian Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui korelasi antara penambahan SiO2

terhadap kadar air, kadar abu, kadar volatil, dan kadar karbon serta kalor bakar dan kuat tekan dari briket arang tempurung kelapa secara analisis simulasi komputasi numerik menggunakan Matlab.

1.4.

Manfaat Penelitian Penelitian ini menghasilkan program komputer

yang dapat digunakan

dengan fleksibel karena pemrograman yang dilakukan bersifat terbuka untuk


berbagai data. Penelitian ini diharapkan dapat dijadikan rujukan untuk penelitian yang berkaitan dengan studi analisis simulasi komputasi.


BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1

Energi Alternatif Akhir-akhir ini masalah kebutuhan energi menjadi salah satu topik

pembicaraan yang sangat hangat di Indonesia, terutama setelah langkanya tersedianya bahan bakar minyak

tanah, solar, dan

premium, sehingga sukar untuk

mendapatkannya di pasar, hal ini tentu berpengaruh terhadap sistem perekonomian kita secara umum. Pemerintah Republik Indonesia tak henti-hentinya menyerukan kepada rakyat agar hemat menggunakan sumber energi, jika kita tidak mentaati anjuran pemerintah ini maka akibatnya dapat mengancam kehidupan anak cucu kita dimasa yang akan datang. Dalam Konferensi Perserikatan Bangsa-Bangsa di Naerobi 1981 dalam pembahasan

masalah

sumber

energi

menyimpulkan

bagaimana

pentingnya

penggunaan kayu bahan bakar dan arang sebagai sumber energi bagi sebagian besar penduduk dunia (Warman, 2005). Konsumsi kayu bakar di Indonesia pada tahun 1981 diperkirakan mencapai dua per tiga ton perkapita pertahun, maka konsumsi total akan mencapai 100 juta ton dan terbanyak di dunia terbanyak di pulau Jawa, yaitu sebesar 60 juta ton. Dengan lajunya konsumsi energi tersebut dapat membahayakan kelestarian hutan dan lingkungan hidup, dalam hal ini perlu dicari jalan keluarnya sebab masalah


penyelamatan hutan dan lingkungan hidup mengandung multi dimensi, maka perlu dicari sumber-sumber energi alternatif yang kompetitif untuk pengganti sumber bahan bakar minyak. Lajunya kebutuhan energi ini disebabkan karena lajunya pertumbuhan penduduk dan perkembangan teknologi (Sudrajat, 1993). Berdasarkan pemakaian, energi alternatif dapat digolongkan atas dua golongan: 1. Energi alternatif jangka pendek, yaitu energi biomassa yang menurut istilah Herman Johannes, briket biomassa, energi surya, energi mikrohidro dan energi angin. 2. Energi alternatif jangka panjang yaitu energi gelombang laut. Kedua bentuk energi alternatif ini sudah digunakan guna penghematan energi fosil dan kayu bakar. Dari banyak pendayagunaan energi alternatif ini, briket arang karbon mempunyai kaitan yang sangat erat dengan program pemerintah untuk lingkungan hidup yang sehat. Pembuatan briket arang ini perlu dikembangkan di perkotaan dengan memanfaatkan sampah-sampah di kalangan petani kelapa, sehingga upaya penyediaan sumber energi alternatif lebih terpenuhi (Warman, 2005).

2.2.

Karbon Karbon merupakan suatu bahan padatan yang berpori dan mempunyai tiga

bentuk alotrop; intan, grafit, dan karbon amorf. Sungguh menakjubkan bahwa satu elemen tunggal seperti karbon, dapat muncul dalam dua bentuk kristal yang sangat berbeda yaitu intan dan grafit. Intan adalah elemen yang transparan dan merupakan


salah satu material paling keras, banyak dimanfaatkan sebagai media abrasi dan alat pemotong. Grafit digunakan sebagai pelumas padat dan alat tulis (mata pensil). Elemen ini sekarang digolongkan ke dalam kelompok keramik tahan panas karena kekuatannya pada temperatur tinggi serta ketahanannya yang sangat baik terhadap kejutan termal. Intan dan grafit mempunyai struktur atom karbon murni yang sifatnya sangat berbeda sedangkan karbon amorf meliputi sejumlah besar senyawaan yang bagian terbesarnya adalah karbon dan tidak dapat diklasifikasikan sebagai intan atau grafit, termasuk di dalamnya karbon aktif dan karbon hitam karena sifat-sifatnya lebih banyak menunjukkan senyawa amorf (Smallman, 1999). Karbon diperoleh dari hasil pembakaran bahan-bahan yang mengandung karbon dengan udara terbatas pada suhu tinggi, arang bukan merupakan karbon murni tetapi masih mengandung hidrokarbon dari abu yang terabsorbsi pada permukaannya dan besarnya kandungan karbon yang terdapat dalam arang tergantung pada bahan bakunya dan cara pembuatannya. Bahan-bahan yang digunakan antara lain adalah batubara, tempurung kelapa, residu petrokimia, kayu bakar, cangkang kelapa sawit, tongkol jagung dan bahan hidrokarbon lainnya (Supeno, 1994). Alotrop adalah keberadaan suatu zat dalam dua atau lebih bentuk yang berbeda ini secara termodinamika berbeda, sehingga masing-masing memiliki sifat fisik dan sifat kimia yang berbeda pula.


Pada umumnya karbon didapati masih dalam keadaan mengikat unsur-unsur lain misalnya hidrogen, oksigen dan komponen mineral non organis dan karbon juga dapat dibedakan menurut jenis dan penggunaannya, yaitu: 1. Karbon keras (hard charcoal) banyak digunakan sebagai reduktan pengolah biji logam, metalurgi, karbon aktif, serbuk hitam dan karbon disulfida. 2. Karbon sedang (moderete charcoal) digunakan sebagai bahan bakar, obat-obatan dan lain sebagainya. 3. Karbon lunak (soft charcoal) digunakan sebagai bahan baku untuk pembuatan karbon aktif dan briket karbon (Warman, 2005). 2.2.1. Karbon Aktif Karbon aktif adalah karbon amorf yang telah mendapat perlakuan dengan uap atau panas sampai mempunyai afinitas yang kuat sekali sehingga mempunyai daya serap yang sangat baik sekali terhadap warna, bau, rasa, zat-zat beracun dan zat kimia lain. Karbon aktif tidak dapat dikarakterisasi secara khas dengan strukturnya atau dengan cara analisis kimia tertentu, sehingga untuk membedakan tiap jenis karbon aktif dapat ditentukan dari sifat absorbsi dan sifat katalistiknya, sifat-sifat inilah yang menunjukkan kualitas dari suatu karbon aktif (Hossler, 2001). Karbon aktif atau sering juga disebut sebagai arang aktif, adalah suatu jenis karbon yang memiliki luas permukaan yang sangat besar. Hal ini bisa dicapai karbon aktif, akan didapatkan suatu material yang memiliki luas permukaan kira-kira sebesar 500 m2. Biasanya pengaktifan hanya bertujuan untuk memperbesar luas permukaan


saja, namun beberapa usaha juga berkaitan dengan meningkatkan kemampuan adsorbsi karbon aktif itu sendiri (............., 2009a).

Gambar 2.1. Karbon Aktif 2.2.2. Struktur Karbon Aktif Karbon aktif termasuk ke dalam karbon kristal mikro yang strukturnya adalah struktur intan/grafit yaitu susunan atom karbon tersusun secara teratur satu di atas lainnya. Transformasi sempurna pembentukan kristal karbon yang terjadi, karena adanya residu-residu berupa rantai dan cincin hidrokarbon, senyawa-senyawa fenol, asam dan aldehida yang tetap tertinggal pada permukaan kristal dan terikat secara kimia (Hossler, 2001). 2.2.3. Pori-pori Karbon Aktif Karbon aktif mempunyai permukaan yang terdiri dari dinding berpori, poripori permukaan ini hanya dapat dimasuki oleh molekul-molekul yang mempunyai ukuran lebih kecil.


Pori-pori karbon aktif memiliki bentuk dan ukuran yang bervariasi, bentuknya berupa silinder, empat persegi panjang dan bentuk-bentuk yang lain, sementara ukurannya berkisar antara 10 s/d 10.000 Angtrom, macam-macam ukuran yang terdapat ini disebut distribusi ukuran pori yang bergantung kepada jenis bahan dan metode aktivasi yang digunakan pada pembuatan karbon tersebut. Berdasarkan besar porinya, karbon aktif dapat di bagi menjadi 4 jenis: 1. Karbon makropori

: jari-jari porinya > 25 nm

2. Karbon mesopori

: jari-jari porinya 1 s/d 25 nm

3. Karbon mikropori

: jari-jari porinya 0,4 s/d 1 nm

4. Karbon submikropori : jari-jari porinya < 0,4 nm (Woodroof, 1970). 2.2.4. Kadar Air dan Abu Karbon Aktif Jumlah kadar air dan kadar abu yang dikandung karbon aktif merupakan parameter yang sangat penting dalam menentukan kualitas karbon tersebut, kualitas karbon komersial menurut Standar Industri Indonesia (SII) No. 0258-79 yang dikeluarkan Departemen Perindustrian (1979) dapat kita lihat pada tabel. Tabel 2.1. Syarat Mutu Karbon Aktif Jenis Uji

Syarat (%)

Kadar air

Maksimal 10

Kadar abu

Maksimal 2,5

Bagian yang tidak mengarang

Tidak ternyata

Bagian yang hilang pada pemanasan 950oC

Maksimal 15


2.3.

Briket Arang Briket arang dapat dibuat dari campuran bubuk arang ditambah dengan suatu

bahan pengikat lalu dicetak dan dipres pada cetakan dan setelah itu dikeringkan, sifat fisis yang penting dari briket arang ini adalah nilai kalor bakar dan kuat tekannya, kuat tekan yang memadai diperlukan untuk mencegah agar briket arang ini tidak pecah pada waktu pengangkutannya. Pembriketan terhadap suatu material merupakan cara untuk mendapatkan bentuk dan ukuran yang dikehendaki agar dapat dipergunakan untuk keperluan tertentu, pembriketan biasanya lazim dilakukan terhadap coke, peat, garam arang dan mineral lainnya (Sudrajat, 1993).

Gambar 2.2. Briket Tempurung Kelapa

2.4.

Silika Silika (SiO2) adalah keramik temperatur tinggi yang banyak digunakan dalam

industri baja dan gelas. Silika dibuat dengan membakar kuarsa yang tingkat


kemurniannya

rendah

pada

temperatur

1450oC

dan

dengan

demikian

mengkonversikan sedikitnya 98,5% bagiannya menjadi campuran tridimit dan kristobalit yang bentuknya lebih “terbuka” dan kurang padat. Istilah konversi ekivalen dengan istilah konversi untuk transformasi yang karakternya dapat disusun ulang, melibatkan pemutusan dan penggabungan kembali ikatan interatomik. Perubahan zat padat ini umumnya lambat dan akibatnya struktur kristal seringkali tertahan dalam kondisi metastabil pada temperatur di luar rentang stabilitas nominal (Warman, 2005). Transformasi dari satu modifikasi ke modifikasi lain hanya mencakup perpindahan ikatan dan reorientasi arah ikatan, disebut inversi. Karena rentang perubahan ini terbatas, perubahan umumnya akan berlangsung cepat dan bersifat reversibel, namun demikian volume yang menyertai mungkin cukup besar.

2.5.

Komputasi

2.5.1. Metode Analitik dan Metode Numerik Persoalan yang melibatkan model matematika seringkali muncul dalam berbagai ilmu pengetahuan, seperti dalam Fisika, Kimia, Ekonomi, atau pada bidang rekayasa (engineering), seperti Tehnik sipil, Tehnik Mesin, Tehnik Elektro, dan sebagainya. Seringkali model matematika itu muncul dalam bentuk yang tidak ideal alias rumit. Model yang rumit ini bisa saja diselesaikan dengan metode analitik, tetapi membutuhkan waktu dengan langkah-langkah yang panjang sekali (bahkan sampai


menjemukan), atau mungkin tak dapat diselesaikan karena belum ada bentuk rumus aljabar yang baku. Bila metode analitik ini tidak dapat lagi diterapkan, maka solusi persoalan masih dapat dicari dengan menggunakan metode numerik. Perbedaan utama antara metode numerik dan metode analitik terletak pada dua hal. Pertama, solusi dengan menggunakan metode numerik selalu berbentuk angka. Sedangkan dengan metode analitik biasanya menghasilkan solusi dalam bentuk fungsi matematik yang selanjutnya fungsi matematik tersebut dapat dievaluasi untuk menghasilkan nilai dalam bentuk angka (Munir, 2006). Metode numerik adalah suatu teknik penyelesaian yang diformulasikan secara matematis dengan cara operasi hitungan/aritmatik dan dilakukan secara berulangulang dengan bantuan komputer atau secara manual. Dengan menganalisis suatu permasalahan yang didekati dengan menggunakan metode numerik, umumnya melibatkan angka-angka dalam jumlah banyak dam melewati proses perhitungan matematika yang cukup rumit. Perhitungan secara manual akan memakan waktu yang panjang dan lama. Namun dengan munculnya berbagai software komputer, masalah tersebut dapat diatasi dengan mudah. Sebuah model matematika secara sederhana dapat didefinisikan sebagai sebuah formulasi atau persamaan yang mengekperesikan suatu sistem atau proses dalam istilah matematika (Setiawan, 2006). Banyak model matemetika yang tidak dapat diselesaikan secara eksak sehingga alternatif penyelesaiannya adalah melalui solusi numerik yang merupakan hampiran bagi solusi eksak. Akan tetapi terdapat sedikit perbedaan hasil antara solusi analitik (eksak) dengan solusi numerik atau yang biasa disebut error (kesalahan).


Adanya error dalam pendekatan secara numerik dapat diminimalisasi dengan mengambil selang interval perhitungan yang lebih kecil (Setiawan, 2006). 2.5.2. Komputer Komputer adalah produk berteknologi tinggi. Komputer berperan besar dalam perkembangan bidang numerik. Sejalan dengan perkembangan komputer itu sendiri yang tiap generasinya menghadirkan keunggulan, seperti waktu dan memori telah membuat ruang untuk penelitian dengan menggunakan metode numerik semakin terbuka luas (Bobbin, 2008). Bahasa

yang

digunakan

untuk

penulisan

program

disebut

bahasa

pemrograman (programming language). Bahasa pemrograman komputer senantiasa berkembang secara evolusi sejalan juga dengan perkembangan perangkat keras komputer. Hingga saat ini telah dikenal ada lima generasi bahasa pemrograman komputer, yaitu: (Zarlis, et.al, 2005) 1. Generasi 1, yaitu bahasa mesin. 2. Generasi 2, yaitu bahasa rakitan. 3. Generasi 3, yaitu bahasa prosedural. 4. Generasi 4, yaitu bahasa non prosedural. 5. Generasi 5, yaitu bahasa kecerdasan buatan. 2.5.3. Perangkat Lunak Komputer Berbagai perangkat lunak untuk keperluan komputasi numerik telah diciptakan, mulai dari subroutine dalam bahasa FORTRAN yang tersedia dalam berbagai pustaka fungsi seperti BLAS (Basic Linear Algebra Subroutine), DEPACK


(Differential Equation Package), EISPACK (Matrix Eigensystem Routines), ITPACCK (Iterative Methods), LINPACK (Linear Algebra Package), hingga ke pustaka fungsi seperti IMSL, NAG. dan SL/MATH. Sejalan dengan berkembangnya teknologi informasi maka sistem komputasi numerik juga ikut berkembang, terutama ketika perangkat lunak matematis bermunculan (Suarga, 2007). 2.5.4. Matlab (Matrix Laboratory) Matlab (Matrix Laboratory) adalah sebuah program untuk analisis dan komputasi numerik, merupakan suatu bahasa pemrograman matematika lanjutan yang dibentuk dengan dasar pemikiran menggunakan sifat dan bentuk matriks. Matlab merupakan perangkat lunak yang dikembangkan oleh The MathWork, Inc, dan merupakan perangkat lunak yang paling efisien untuk perhitungan numerik berbasis matriks. Dengan demikian jika dalam perhitungan, permasalahan dapat diformulasikan ke bentuk format matriks, maka Matlab merupakan perangkat lunak terbaik untuk penyelesaian (Arhami dan Desiani, 2005). Suatu bahasa pemrograman haruslah memenuhi beberapa kriteria (Gracia, 1994), diantaranya: a. Kemampuan (powerfull): kemampuan menyusun dan menangani tipe data yang berbeda (seperti, bilangan kompleks), dan tersedianya rumus-rumus standar. b. Kejelasan (clean): mudah untuk dibaca, mudah untuk digunakan dan mudah untuk mencari kesalahan (debug).


c. Grafik (graphics): tidak hanya grafik yang biasa tetapi juga grafik tingkat tinggi (seperti, counter plot). d. Portabel (portable): dapat dipakai pada operating system seperti IBM PCs, Machintosh ataupun Unix wokstation. Kriteria dari beberapa bahasa pemrograman ditunjukkan pada Tabel 2.2. Tabel 2.2 Standar Bahasa Pemrograman (Garcia, 1994) Bahasa Pemrograman

Kemampuan

Kejelasan

Grafik

Portabel

Basic

C-

B+

B-

B-

Fortran

B

C+

C-

C+

Pascal

C+

B

C

B-

C

B+

B-

C

B-

Sym Manipulator

C+

B-

A-

B+

Masing-masing penilaian adalah sebagai berikut: 60-64 = C- ; 65-69 = C ; 70-74 = C+ ; 75-79 = B- ; 80-84 = B ; 85-89 = B+ ; 90-94 = A- dan 95-100 = A. Nilai untuk Matlab adalah antara B+ dan A- dari keempat kategori. Matlab adalah lingkungan komputasi numerik dan bahasa pemrograman. Dikelola oleh Math Works, Matlab memungkinkan mudah matriks manipulasi, plotting fungsi data, implementasi algoritma, penciptaan antarmuka pengguna, dan interfacing dengan program bahasa lain. Walaupun hanya angka yang menggunakan peralatan operasional MuPAD SIMBOLIS mesin, yang memungkinkan akses ke


komputer aljabar kemampuan. Tambahkan paket, Simulink, menambah grafis multidomain simulasi dan model berbasis desain untuk sistem embedded dan dinamis (.............., 2009c). Matlab merupakan suatu perangkat lunak pemrograman perhitungan dan analisis yang banyak digunakan dalam semua area penerapan matematika baik bidang pendidikan maupun penelitian pada universitas dan industri. Dengan Matlab, perhitungan matematis yang rumit dapat diimplementasikan dalam program dengan lebih mudah. Matlab dapat digunakan untuk: 1. Matematika dan komputasi. 2. Pengembangan algoritma. 3. Pengumpulan data. 4. Pemodelan, simulasi, prototipe. 5. Analisis data dan eksplorasi dan visualisasi. 6. Rancang bangun grafis. 7. Pengembangan aplikasi termasuk membangun Graphical User Interface (GUI). Ringkasnya MATLAB secara khusus dirancang unruk bekerja dengan sekumpulan data tertentu sebagai vektor, matriks, dan gambar (Perangin-angin, 2006). Matlab merupakan singkatan dari MATriks LABoratory dan berarti perangkat lunak ini dibuat berdasarkan vektor-vektor dan matrik-matrik. Hal ini mengakibatkan perangkat lunak ini pada awalnya banyak digunakan pada studi aljabar linier, serta


juga merupakan perangkat yang tepat untuk menyelesaikan persamaan aljabar dan diferensial dan juga untuk integrasi numerik. Matlab (Matrix laboratorium ilmu pidato) adalah sistem perangkat lunak interaktif untuk komputasi numerik dan grafis, eigenvalues komputasi dan eigenvectors, factoring matrices, dan sebagainya. Selain itu, memiliki berbagai kemampuan grafis, dan dapat diperpanjang melalui program-program yang ditulis dalam pemrograman sendiri. Banyak program-program seperti itu datang dengan sistem; sejumlah Matlab ini memperluas kemampuan untuk nonlinear masalah, seperti nilai awal dari solusi untuk masalah persamaan differensial biasa. Matlab dirancang untuk memecahkan masalah angka, yaitu pada aritmatika terbatas. Sehingga menghasilkan perkiraan daripada solusi tepat, dan tidak boleh dengan sistem simbolis (SCS) seperti Matematicha atau Maple. Harus dipahami bahwa hal ini tidak membuat Matlab lebih baik atau lebih buruk daripada SCS; adalah dirancang untuk berbagai tugas dan karena itu tidak secara langsung berimbang (......., 2009d). 2.5.4.1.Perbedaan matlab dengan perangkat lunak pemrograman lain Terdapat perbedaan yang signifikan antara Matlab dengan perangkat lunak pemrograman lainnya (C/C++, Visual Basic, Java, dan lain-lain). Perbedaan yang utama antara keduanya dapat dilihat dari tiga faktor yaitu tujuan penggunaannya, fitur yang disediakan dan orientasi hasil masing-masing. Ditinjau dari segi penggunaannya, perangkat lunak pemrograman biasanya berfungsi umum untuk berbagai kebutuhan (misalnya sistem informasi dan database),


sedangkan Matlab digunakan spesifik sebagai alat bantu komputasi untuk bidangbidang ilmiah (pendidikan, riset penelitian akademis, riset penelitian industri, dan lain-lain) yang membutuhkan library program perhitungan dan tools disain dan analisis sistem matematis. Ditinjau dari segi fiturnya, bahasa pemrograman umumnya hanya merupakan alat bantu membuat program, sedangkan Matlab dalam perangkat lunaknya selain membuat program juga terdapat fitur lain yang memungkinkan Matlab sebagai tools untuk disain dan analisis matematis dengan mudah. Ditinjau dari segi orientasi hasilnya, perangkat lunak pemrograman lain lebih berorientasi sebagai program untuk menghasilkan solusi program baru yang eksekusinya cepat, reliable dan efektif terhadap berbagai kebutuhan. Sedangkan Matlab lebih berorientasi spesifik untuk memudahkan penuangan rumus perhitungan matematis. Dalam hal ini dengan Matlab maka pembuatan program matematis yang kompleks bisa menjadi lebih singkat waktunya namun bisa jadi eksekusi program Matlab ini jauh lebih lambat dibandingkan bila dibuat dengan perangkat lunak pemrograman lainnya (............, 2009e).


BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1.

Pemilihan Data dan Perangkat Lunak

3.1.1. Pemilihan Data Pemilihan data/pengambilan data diperoleh dari hasil penelitian yang telah dilakukan oleh Warman, Aditia (2005). Data yang diperoleh ini ditabelkan pada Lampiran A.1. 3.1.2. Pemilihan Perangkat Lunak Perangkat lunak yang dipilih pada penelitian ini adalah Matlab version 6.1.0.450 Release 12.1, May, 18, 2001. Matlab merupakan bahasa pemrograman dengan kemampuan tinggi dalam bidang komputasi, juga kemampuan visualisasi yang baik dan pemrograman (Sugiharto, 2006).

3.2.

Tempat Penelitian Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Komputer Program Studi

Ilmu Komputer Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.


3.3.

Variabel dan Parameter

3.3.1. Variabel Variabel yang diperhitungkan melalui simulasi yaitu konsentrasi impregnasi antara 0,1 sampai 1,0%. 3.3.2. Parameter yang Digunakan Parameter yang digunakan pada analisis ini, meliputi: 1. Korelasi konsentrasi terhadap kadar air, 2. Korelasi konsentrasi terhadap kadar abu, 3. Korelasi konsentrasi terhadap kadar volatil, 4. Korelasi konsentrasi terhadap kadar karbon, 5. Korelasi konsentrasi terhadap kuat tekan, 6. Korelasi konsentrasi terhadap kalor bakar.

3.4.

Komputasi Numerik Regresi adalah teknik pencocokan kurva untuk data berketelitian rendah.

Contoh data yang berketelitian rendah adalah data hasil pengamatan, percobaan di laboratorium atau data statistik. Data seperti ini disebut data hasil pengukuran. Galat yang dikandung data berasal dari ketidaktelitian alat ukur yang dipakai, kesalahan membaca alat ukur (paralaks), atau karena kelakuan sistem yang diukur. Untuk data hasil pengukuran, pencocokan kurva berarti membuat fungsi hampir (regresi) titik-titik data, kurva fungsi tidak perlu melalui semua titik data tetapi dekat dengannya tanpa perlu menggunakan polinom berderajat tinggi (Munir, 2006).


Satu

cara

meminimumkan

untuk

melakukan

ketidaksesuaian

pencocokan

antara

titik-titik

kurva

adalah

dengan

data

dengan

kurva.

Sebuah teknik untuk melaksanakan tujuan ini dinamakan regresi kuadrat terkecil (Chapra dan Canale, 2006).

3.5.

Korelasi Konsentrasi

3.5.1. Korelasi Konsentrasi terhadap Kadar Air Hubungan Kadar air dengan konsentasi penambahan SiO2 secara geometris sebagai berikut: K r  aC b …………………………………………………………

(3.1)

Bila diambil logaritma kedua ruas persamaan tersebut maka diperoleh: log Kr = log a + b log C…………………………………………..

(3.2)

Analog dengan persamaan linear y = a + bx ……………………………………………………….

(3.3)

Dengan: y = log Kr a = log a x = log C Untuk memperoleh konstanta a dan b digunakan metode kuadrat terkecil melalui persamaan regresi linear, yaitu:


 Y  X    X  XY  a n X   X  n  XY   X  Y  b n  X   X  2

2

2

2

2

Dengan cara yang sama untuk sifat-sifat lainnya. 3.5.2. Korelasi Konsentrasi terhadap Kadar Abu Hubungan Kadar abu dengan konsentasi penambahan SiO2 secara geometris sebagai berikut: K u  aC b …………………………………………………………

(3.4)

Bila diambil logaritma kedua ruas persamaan tersebut maka diperoleh: log K u  log a  b log C …………………………………………..

(3.5)

3.5.3. Korelasi Konsentrasi terhadap Kadar Volatil Hubungan Kadar volatil dengan konsentasi penambahan SiO2 secara geometris sebagai berikut hubungan kadar volatil dengan pertambahan konsentrasi penambahan SiO2 secara geometris sebagai berikut: K v  aC b ………………………………………………………… (3.6)

Bila diambil logaritma kedua ruas persamaan tersebut maka diperoleh: log K v  log a  b log C …………………………………………. (3.7)


3.5.4. Korelasi Konsentrasi terhadap Kadar Karbon Hubungan Kadar karbon dengan konsentasi penambahan SiO2 secara geometris sebagai berikut: K k  aC b ………………………………………………………….

(3.8)

Bila diambil logaritma kedua ruas persamaan tersebut maka diperoleh: log K k  log a  b log C …………………………………………

(3.9)

3.5.5. Korelasi Konsentrasi terhadap Kuat Tekan Hubungan Kuat Tekan dengan konsentasi penambahan SiO2 secara geometris sebagai berikut: P  aC b …………………………………………………………

(3.10)

Bila diambil logaritma kedua ruas persamaan tersebut maka diperoleh: log P  log a  b log C ……………………………………………

(3.11)

3.5.6. Korelasi Konsentrasi terhadap Kalor Bakar Hubungan Kalor bakar dengan konsentasi penambahan SiO2 secara geometris sebagai berikut: Kb = a Cb………………....………………………………………….(3.12) Bila diambil logaritma kedua ruas persamaan tersebut maka diperoleh: Log Kb = log a + b log C ……………………………………………(3.13)


3.6.

Pemrograman Dalam metode komputasi, data-data eksprimen diolah dengan perangkat lunak

komputer PC, yaitu Matlab. Program simulasi yang dirancang akan digunakan untuk menganalisa korelasi konsentrasi impregsinasi Silika (SiO2) terhadap karakterisasi dan sifat fisis briket tempurung kelapa. Pada proses perancangan program simulasi dilakukan dengan langkah-langkah sebagai berikut: 1. Identifikasi persoalan yag meliputi antara lain: masalah yang akan disimulasi, input dan output yang diperlukan. 2. Membuat struktur cara penyelesaiannya. 3. Memilih metode penyelesaiannya. 4. Membuat flowchart. 5. Memilih bahasa pemrograman. 6. Menerjemahkan algoritma ke dalam bahasa pemrograman. 7. Pengoperasian program (Zarlis dan Handrizal, 2007b).

3.7.

Algoritma Algoritma adalah urutan langkah-langkah penyelesaian masalah yang disusun

secara sistematis dan logis. Kata logis merupakan kata kunci algoritma yang dapat ditetukan bernilai salah atau benar (Zarlis dan Handrizal, 2007a).


Penyajian algoritma secara garis besar bisa dalam 2 bentuk penyajian yaitu tulisan dan gambar. Algoritma yang disajikan dalam bentuk tulisan yaitu dengan struktur bahasa tertentu (misalnya bahasa Indonesia atau bahasa Inggris) dan pseudocode. Pseudocode adalah kode yang mirip dengan kode pemrograman yang sebenarnya seperti Pascal, atau C, sehingga lebih tepat digunakan untuk menggambarkan algoritma yang dikomunikasikan kepada pemrogram. Algoritma memiliki beberapa ciri sebagai berikut (Suarga, 2006): 1. Algoritma memiliki awal dan akhir. Suatu algoritma harus berhenti setelah mengerjakan serangkaian tugas atau dengan kata lain suatu algoritma memiliki langkah yang terbatas. 2. Setiap langkah harus didefinisikan dengan tepat sehingga tidak memiliki arti ganda (not ambiguous). 3. Memiliki masukan (input). 4. Memiliki keluaran (out put). 5. Algoritma harus efektif, bila diikuti benar-benar akan menyelesaikan persoalan. Perancangan suatu program yang terstruktur dan terkendali sangat diperlukan. Untuk itu perlu dilakukan perancangan algoritma dan flowchart sehingga dapat memperjelas langkah-langkah dalam membuat program secara utuh (Chapra dan Canale, 1994).


3.7.1. Algoritma Program Kadar Air Algoritma untuk menentukan kadar air adalah sebagai berikut: INPUT 1. n

= jumlah data eksprimen.

2. C

= konsentrasi impregnasi silika.

3. Kr = kadar air. PROSES 1. Kalkulasi logaritma kadar air. 2. Kalkulasi logritma konsentrasi. 3. Lakukan perulangan untuk n data. 4. Kalkulasi total logaritma kadar air. 5. Kalkulasi total logaritma konsentrasi. 6. Kalkulasi total perkalian logaritma kadar air dan logaritma konsentrasi. 7. Kalkulasi total logaritma kadar air kuadrat. 8. Kalkulasi koefisien a dan b. OUTPUT 1. Untuk memperoleh hasil, tekan tombol Enter. 2. Untuk menggambarkan grafik, digunakan fungsi plot sebagai berikut: plot (C, Kr), lalu tekan Enter.


3.7.2. Algoritma Program Kadar Abu Algoritma untuk menentukan kadar abu adalah sebagai berikut: INPUT 1. n


2. C


3. Ku = kadar abu. PROSES 1. Kalkulasi logaritma kadar abu. 2. Kalkulasi logritma konsentrasi. 3. Lakukan perulangan untuk n data. 4. Kalkulasi total logaritma kadar abu. 5. Kalkulasi total logaritma konsentrasi. 6. Kalkulasi total perkalian logaritma kadar abu dan logaritma konsentrasi. 7. Kalkulasi total logaritma kadar abu kuadrat. 8. Kalkulasi koefisien a dan b. OUTPUT 1. Untuk memperoleh hasil, tekan tombol Enter. 3. Untuk menggambarkan grafik, digunakan fungsi plot sebagai berikut: plot (C, Ku), lalu tekan Enter.


3.7.3. Algoritma Program Kadar Volatil Algoritma untuk menentukan kadar volatil adalah sebagai berikut: INPUT 1. n


2. C


3. Kv = kadar volatil. PROSES 1. Kalkulasi logaritma kadar volatil. 2. Kalkulasi logritma konsentrasi. 3. Lakukan perulangan untuk n data. 4. Kalkulasi total logaritma kadar volatil. 5. Kalkulasi total logaritma konsentrasi. 6. Kalkulasi total perkalian logaritma kadar volatil dan logaritma konsentrasi. 7. Kalkulasi total logaritma kadar volatil kuadrat. 8. Kalkulasi koefisien a dan b. OUTPUT 1. Untuk memperoleh hasil, tekan tombol Enter. 2. Untuk menggambarkan grafik, digunakan fungsi plot sebagai berikut: plot (C, Kv), lalu tekan Enter.


3.7.4. Algoritma Program Kadar Karbon Algoritma untuk menentukan kadar karbon adalah sebagai berikut: INPUT 1. n


2. C


3. Kk = kadar karbon. PROSES 1. Kalkulasi logaritma kadar karbon. 2. Kalkulasi logritma konsentrasi. 3. Lakukan perulangan untuk n data. 4. Kalkulasi total logaritma kadar karbon. 5. Kalkulasi total logaritma konsentrasi. 6. Kalkulasi total perkalian logaritma kadar karbon dan logaritma konsentrasi. 7. Kalkulasi total logaritma kadar karbon kuadrat. 8. Kalkulasi koefisien a dan b. OUTPUT 1. Untuk memperoleh hasil, tekan tombol Enter. 2. Untuk menggambarkan grafik, digunakan fungsi plot sebagai berikut: plot (C, Kk), lalu tekan Enter.


3.7.5. Algoritma Program Kuat Tekan Algoritma untuk menentukan kuat tekan adalah sebagai berikut: INPUT 1. n


2. C


3. Pa = kuat tekan. PROSES 1. Kalkulasi logaritma kuat tekan. 2. Kalkulasi logritma konsentrasi. 3. Lakukan perulangan untuk n data. 4. Kalkulasi total logaritma kuat tekan. 5. Kalkulasi total logaritma konsentrasi. 6. Kalkulasi

total

perkalian

logaritma

kuat

tekan

dan

logaritma

konsentrasi. 7. Kalkulasi total logaritma kuat tekan kuadrat. 8. Kalkulasi koefisien a dan b. OUTPUT 1. Untuk memperoleh hasil, tekan tombol Enter. 2. Untuk menggambarkan grafik, digunakan fungsi plot sebagai berikut: plot (C, Pa), lalu tekan Enter.


3.7.6. Algoritma Program Kalor Bakar Algoritma untuk menentukan kalor bakar adalah sebagai berikut: INPUT 1. n


2. C


3. Kb = kalor bakar. PROSES 1. Kalkulasi logaritma kalor bakar. 2. Kalkulasi logritma konsentrasi. 3. Lakukan perulangan untuk n data. 4. Kalkulasi total logaritma kalor bakar. 5. Kalkulasi total logaritma konsentrasi. 6. Kalkulasi total perkalian logaritma kalor bakar dan logaritma konsentrasi. 7. Kalkulasi total logaritma kalor bakar kuadrat 8. Kalkulasi koefisien a dan b. OUTPUT 1. Untuk memperoleh hasil, tekan tombol Enter. 2. Untuk menggambarkan grafik, digunakan fungsi plot sebagai berikut: plot (C, Kb), lalu tekan Enter.


3.8.

Flowchart Flowchart adalah pernyataan visual atau grafis suatu algoritma. Flowchart

menggunakan deretan balok dan anak panah, yang masing-masing menyatakan operasi atau langkah tertentu dalam algorima (Chapra dan Canale, 1994). Tujuan utama dari penggunaan flowchart adalah untuk menggambarkan suatu tahapan penyelesaian masalah secara sederhana, terurai, rapi dan jelas dengan menggunakan simbol-simbol yang standar. Tahapan penyelesaian masalah yang disajikan harus jelas, sederhana, efektif dan tepat (Sutedjo dan Michael, 2000). Dengan menggunakan flowchart akan memudahkan kita untuk melakukan pengecekan bagian-bagian yang terlupakan dalam analisis masalah. Di samping itu flowchart juga berguna sebagai fasilitas untuk berkomunikasi antara pemrogram yang bekerja dalam tim suatu proyek. Ada dua macam flowchart yang menggambarkan proses dengan komputer, yaitu: 1. Flowchart

sistem

yaitu

bagan

dengan

simbol-simbol

tertentu

yang

menggambarkan urutan prosedur dan proses suatu file dalam suatu media menjadi file di dalam media lain, dalam suatu sistem pengolahan data. 2. Flowchart

program

yaitu

bagan

dengan

simbol-simbol

tertentu

yang

menggambarkan urutan proses dan hubungan antar proses secara mendetail di dalam suatu program. Dalam pembuatan flowchart tidak ada rumus atau patokan yang bersifat mutlak. Karena flowchart merupakan gambaran hasil pemikiran dalam suatu masalah


dengan komputer. Sehingga flowchart yang dihasilkan dapat bervariasi antara satu pemrogram dengan yang lainnya. Secara garis besar setiap pengolahan selalu terdiri dari 3 bagian utama, yaitu: 1. Input, 2. Proses pengolahan, dan 3. Output (Zarlis dan Handrizal, 2007a). Berikut ini merupakan beberapa contoh simbol flowchart yang disepakati oleh dunia pemrograman:

.

Proses

Input dan Output data

Proses alternatif

Keterangan

Menyatakan keputusan

Awal dan akhir proses

Pemberian nilai awal

Penghubung dalam satu halaman

Penghubung pada halaman lain

Garis penghubung/arah

Gambar 3.1. Contoh Simbol Flowchart Flowchart dibuat dengan dasar penjelasan sebagai berikut: Mulai (start) dengan koneksi konstanta a dan b. Karena a dan b masih sama dengan 0 (nol) maka perhitungan akan dilakukan dengan memasukkan jumlah data. Inisialisasi digunakan untuk menghitung total. Untuk jumlah data (for i=1-n), memasukkan data eksprimen


dan rumus. Perulangan dilakukan sebanyak jumlah data. Setelah perhitungan selesai, koefisien korelasi a dan b dihitung dengan rumus yang telah dimasukkan. Setelah a dan b dihitung, buka kembali koneksi. Karena a dan b tidak lagi sama dengan 0 (nol) maka perhitungan numerik dapat dilakukan dengan memasukkan jumlah data, rumus dan nilai konsentrasi masing-masing data. Setelah perulangan selesai, selanjutnya tutup koneksi. Berikut ini adalah flowchart untuk kadar air, kadar abu, kadar volatil, kadar karbon, kadar kuat tekan dan kalor bakar.


3.8.1. Flowchart Korelasi Konsentrasi terhadap Kadar Air Start / mulai

Input jumlah data (n)

T

Inisialisasi Xtot = 0, Ytot = 0 X2 tot = 0, XYtot = 0

If a&b=0

for i = 1 to n

F

T

Input konsentrasi(Ci)

Input data Kri,Ci

Kri = a * pangkat (Ci,b)

Ytot = Ytot + log (Kri)

Cetak Kr

Xtot = Xtot + log (Ci) XYtot = XYtot + log (Ci)* log (Kri)

Hitung Kr lagi

F End

X2 tot = X2 tot + log (Ci)* log (Ci) F

EoF T log a = (Ytot * X2 tot – X tot * XYtot) / n*X2tot – pangkat (Xtot, 2)

a = log lnv(log a) b = (n*XYtot – X tot *Ytot) / (n*X2tot – pangkat (Xtot, 2) Update nilai a dan b

Gambar 3.2.adalah Flowchart Korelasi proses Konsentrasi terhadap Kadar Air yang Tujuan flowchart di atas untuk melakukan menghitung nilai kadar air. Hasil ditunjukkan berupa nilai kadar air hasil simulasi dan grafik.


3.8.2. Flowchart Korelasi Konsentrasi terhadap Kadar Abu Start

T If a&b=0

for i = 1 to n

F

Input konsentasi (Ci)

T

Input jumlah data (n) Inisialisasi Xtot = 0, Ytot = 0 X2 tot = 0, XYtot = 0

Input data Kui,Ci

Kui = a * pangkat (Ci,b)

Ytot = Ytot + log (Kui)

Cetak Ku

Xtot = Xtot + log (Ci) XYtot = XYtot + log (Ci)* log (Kui)

Hitung Ku lagi

F

End


EoF X2 tot

T

log a = (Ytot * – X tot * XYtot) / n*X2tot – pangkat (Xtot, 2) a = log lnv(log a) b = (n*XYtot – X tot *Ytot) / (n*X2tot – pangkat (Xtot, 2) Update nilai a dan b

Gambar 3.3. Flowchart Korelasi Konsentrasi terhadap Kadar Abu Tujuan flowchart di atas adalah untuk melakukan proses menghitung nilai kadar abu. Hasil yang ditunjukkan berupa nilai kadar abu hasil simulasi dan grafik.


3.8.3. Flowchart Korelasi Konsentrasi terhadap Kadar Volatil Start

T

If a&b=0

for i = 1 to n

F

Input data Kvi,Ci

Input Konsentrasi (Ci)

T

Input jumlah data (n) Inisialisasi Xtot = 0, Ytot = 0 X2 tot = 0, XYtot = 0

Ytot = Ytot + log (Kvi)

Kvi = a * pangkat (C ,b)

Xtot = Xtot + log (Ci)

Cetak Kv

XYtot = XYtot + log (Ci)* log (Kui)

Hitung Kv lagi

F End


EoF

T

log a = (Ytot * X2 tot – X tot * XYtot) / n*X2tot – pangkat (Xtot, 2)


Gambar 3.4. Flowchart Korelasi Konsentrasi terhadap Kadar Volatil Tujuan flowchart di atas adalah untuk melakukan proses menghitung nilai kadar volatil. Hasil yang ditunjukkan berupa nilai kadar volatil hasil simulasi dan grafik.


3.8.4. Flowchart Korelasi Konsentrasi terhadap Kadar Karbon Start

T

Input jumlah data Inisialisasi Xtot = 0, Ytot = 0 X2 tot = 0, XYtot =

If a&b=0

for i = 1 to n

F

Input data Kk , Ci

Input Konsentrasi (Ci )

T

Ytot = Ytot + log (Kki)

Kk = a * pangkat (Ci,b)


Cetak Kk

XYtot = XYtot + log (Ci)* log (Kki)

Hitung Kk lagi

F

End

X2 tot = X2 tot + log (Ci)* log (Ci)

F

EoF log a = (Ytot * X2 tot –T X tot * XYtot) / n*X2tot – pangkat (Xtot, 2) a = log lnv(log a) b = (n*XYtot – X tot *Ytot) / (n*X2tot – pangkat (Xtot, 2)

Gambar 3.5. Flowchart Korelasi Konsentrasi terhadap Kadar Karbon

Tujuan flowchart di atas adalah untuk melakukan proses menghitung nilai kadar karbon. Hasil yang Update nilai ditunjukkan berupa nilai kadar karbon hasil simulasi dan grafik. 3.8.5. Flowchart Korelasi Konsentrasi terhadap Kuat a dan Tekan b Start

T If a&b=0

F Input konsentrasi (Ci)

Input jumlah data (n) Inisialisasi Xtot = 0, Ytot = 0 X2 tot = 0, XYtot = 0 for i = 1 to n Input data Ci,Pai

Ytot = Ytot + log (Pai)

T


Pa = a * pangkat (Ci,b) Cetak Pa Hitung Pa lagi

F End


XYtot = XYtot + log (Ci)* log (Pai) X2 tot = X2 tot + log (Ci)* log (Ci) EoF T log a = (Ytot * X2 tot – X tot * XYtot) / n*X2tot – pangkat (Xtot, 2)


Gambar 3.6. Flowchart Korelasi Konsentrasi terhadap Kuat Tekan Tujuan flowchart di atas adalah untuk melakukan proses menghitung nilai kuat tekan. Hasil yang ditunjukkan berupa nilai kuat tekan hasil simulasi dan grafik.


3.8.6.

Start

Flowchart Korelasi Konsentrasi terhadap Kalor Bakar

T If a & b =F0

Input konsentrasi(Ci)

Input data Ci, Kb

Cb = a * pangkat (Ci,b)

T

Input jumlah data (n) Inisialisasi Xtot = 0, Ytot = 0 i =0,1XY to totn = X2for tot =

Ytot = Ytot + log (Kbi)

Cetak Kb


Hitung Kb lagi

XYtot = XYtot + log (Ci)* log (Kbi)

F

X2 tot = X2 tot + log (Ci)* log (Ci)

End

F

EoF log a = (Ytot * X2 tot –T X tot * XYtot) / n*X2tot – pangkat (Xtot, 2)

a = log lnv(log a)

b = (n*XYtot – X tot *Ytot) / (n*X2tot – pangkat (Xtot, 2)

Gambar 3.7. Flowchart Korelasi Konsentrasi terhadap Kalor Bakar Tujuan flowchart di atas adalah untuk melakukan proses menghitung nilai kalor bakar. Hasil yang Update nilai ditunjukkan berupa nilai alor bakar hasil simulasi dan grafik. a dan b


BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

Hasil komputasi numerik kadar air, kadar abu, kadar volatil, kadar karbon, kuat tekan dan kalor bakar untuk konsentrasi penambahan SiO2 (0,1% s/d 1,0%) dan hal ini dapat dilihat pada lampiran, untuk hasil analisa simulasi komputasi numerik sebagai berikut: 4.1.

Analisis Hasil Komputasi Numerik Kadar Air Hasil komputasi numerik kadar air untuk konsentrasi penambahan SiO2 (0,1

s/d 1,0)% diperlihatkan pada Gambar 4.1.a dan Gambar 4.1.b.

Gambar 4.1.a. Grafik Kadar Air vs Konsentrasi dengan Simulasi


Gambar 4.1.b. Grafik Kadar Air vs Konsentrasi dengan Eksperimen Dari gambar kedua grafik terlihat semakin bertambah konsentrasi SiO2, maka nilai kadar air cenderung meningkat secara linear. Bila dibandingkan grafik hasil eksperimen dengan grafik hasil perhitungan secara simulasi numerik tidaklah terlalu berbeda. Di mana hasil korelasi grafik kadar air vs konsentrasi dengan simulasi dan grafik kadar air vs konsentrasi pada eksperimen terjadi fluktuasi. Bila diperhatikan dengan seksama dari gambar grafik di atas terlihat kedua grafik menunjukkan korelasi positif yaitu hubungan antara konsentrasi SiO2 dengan kadar air sebanding yaitu bertambahnya konsentrasi penambahan SiO2 dikuti dengan meningkatnya kadar air.


4.2.

Analisis Hasil Komputasi Numerik Kadar Abu Hasil komputasi numerik kadar abu untuk konsentrasi pengimpreg SiO2 (0,1


Gambar 4.2.a. Grafik Kadar Abu vs Konsentrasi dengan Simulasi

Gambar 4.2.b. Grafik Kadar Abu vs Konsentrasi dengan Eksperimen


Nilai kadar abu semakin meningkat secara linear seiring dengan bertambahnya konsentrasi penambahan SiO2. Bila dibandingkan

grafik

hasil

eksperimen dengan grafik hasil komputasi secara numerik tidaklah terlalu berbeda. Dimana hasil korelasi grafik kadar abu vs konsentrasi dengan simulasi dan grafik kadar abu vs konsentrasi pada eksperimen terjadi fluktuasi. Bila diperhatikan lihat kedua grafik menunjukkan korelasi positif yaitu hubungan antara konsentrasi SiO2 dengan kadar abu sebanding dimana bertambahnya konsentrasi SiO2 dikuti dengan meningkatnya kadar abu.

4.3.

Analisis Hasil Komputasi Numerik Kadar Volatil Hasil komputasi numerik kadar volatil untuk konsentrasi pengimpreg SiO2

(0,1 s/d 1,0)% diperlihatkan pada Gambar 4.3.a dan Gambar 4.3.b.

Gambar 4.3.a. Grafik Kadar Volatil vs Konsentrasi dengan Simulasi


Gambar 4.3.b. Grafik Kadar Volatil vs Konsentrasi dengan Eksperimen Dari grafik terlihat semakin bertambah nilai konsentrasi SiO2, nilai kadar volatil cenderung meningkat secara linear. Bila dibandingkan grafik hasil eksperimen dengan grafik hasil komputasi secara numerik tidaklah terlalu berbeda. Di mana hasil korelasi grafik kadar volatil vs konsentrasi dengan simulasi dan grafik kadar volatil vs konsentrasi pada eksperimen terjadi fluktuasi. Bila diperhatikan dengan seksama dari gambar grafik di atas terlihat kedua grafik menunjukkan korelasi positif yaitu hubungan antara konsentrasi SiO2 dengan kadar volatil sebanding yaitu bertambahnya konsentrsi penambahan SiO2 dikuti dengan meningkatnya kadar volatil.

4.4.

Analisis Hasil Komputasi Numerik Kadar Karbon Hasil komputasi numerik kadar karbon untuk konsentrasi pengimpreg SiO2

(0,1 s/d 1,0)% diperlihatkan pada Gambar 4.4.a dan Gambar 4.4.b.


Gambar 4.4.a. Grafik Kadar Karbon vs Konsentrasi dengan Simulasi

Gambar 4.4.b. Grafik Kadar Karbon vs Konsentrasi dengan Eksperimen Dari grafik terlihat semakin besar konsentrasi penambahan SiO2 nilai kadar karbon cenderung menurun secara linear. Bila dibandingkan grafik hasil eksperimen dengan grafik hasil komputasi secara numerik tidaklah terlalu berbeda. Di mana hasil korelasi grafik kadar karbon vs konsentrasi dengan simulasi dan grafik kadar karbon


vs konsentrasi pada eksperimen terjadi fluktuasi Bila diperhatikan dengan seksama dari gambar grafik di atas terlihat kedua grafik menunjukkan korelasi negatif yaitu hubungan antara konsentrasi SiO2 dengan kadar karbon berbanding terbalik maksudnya dengan bertambahnya konsentrsi penambahan SiO2 dikuti dengan pengurangan nilai kadar karbon.

4.5.

Analisis Hasil Komputasi Numerik Kuat Tekan Hasil komputasi numerik kuat tekan untuk konsentrasi pengimpreg SiO2 (0,1

s/d 1,0)% diperlihatkan pada Gambar 4.5. a dan Gambar 4.5.b.

Gambar 4.5.a. Grafik Kuat Tekan vs Konsentrasi dengan Simulasi


Gambar 4.5.b. Grafik Kuat Tekan vs Konsentrasi dengan Eksperimen Dari kedua grafik terlihat semakin besar nilai konsentrasi, nilai kuat tekan cenderung meningkat secara linear. Bila dibandingkan grafik hasil eksperimen dengan grafik hasil komputasi secara numerik tidaklah terlalu berbeda. Di mana hasil korelasi grafik kuat tekan vs konsentrasi dengan simulasi dan grafik kuat tekan vs konsentrasi pada eksperimen terjadi fluktuasi. Dari gambar grafik di atas terlihat kedua grafik menunjukkan korelasi positif yaitu hubungan antara konsentrasi SiO2 dengan kuat tekan sebanding yaitu bertambahnya konsentrsi penambahan SiO2 dikuti dengan meningkatnya kuat tekan.

4.6.

Analisis Hasil Komputasi Numerik Kalor Bakar Hasil komputasi numerik kalor bakar untuk konsentrasi pengimpreg SiO2 (0,1



Gambar 4.6.a. Grafik Kalor Bakar vs Konsentrasi dengan Simulasi

Gambar 4.6.b. Grafik Kalor Bakar vs Konsentrasi dengan Eksperimen

Dari grafik terlihat semakin meningkat konsentrasi nilai kalor bakar cendrung menurun secara linear. Di mana hasil korelasi grafik kalor bakar vs konsentrasi


dengan simulasi dan grafik kalor bakar vs konsentrasi pada eksperimen terjadi fluktuasi. Bila diperhatikan dengan seksama dari gambar grafik di atas terlihat kedua grafik menunjukkan korelasi negatif yaitu hubungan antara konsentrasi SiO2 dengan kalor bakar berbanding terbalik maksudnya dengan bertambahnya konsentasi penambahan SiO2 diikuti dengan penurunan nilai kalor bakar.


BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1.

Kesimpulan Setelah dilakukan analisa korelasi secara simulasi komputasi numerik

konsentrasi penambahan silika SiO2 terhadap karakterisasi dan sifat-sifat fisis briket tempurung kelapa maka dapat diambil kesimpulan sebagai berikut: 1. Kadar air, kadar abu, kadar volatil dan kuat tekan meningkat dengan penambahan konsentrasi SiO2 menunjukkan korelasi positif. 2. Kadar karbon dan kalor bakar menurun dengan penambahan konsentrasi SiO2 menunjukkan korelasi negatif. 3. Hasil simulasi komputasi numerik dari korelasi impregnasi silika (SiO2) terhadap kalor bakar dan kuat tekan serta karakteristik briket arang tempurung kelapa menunjukkan data fluktuasi untuk poin-poin yang diberikan. 4. Hasil komputasi numerik menggunakan Matlab menyebabkan terjadi fluktuasi dengan hasil yang diberikan dari eksperimen.

5.2.

Saran

1. Penelitian ini dapat dikembangkan dengan menggunakan regresi nonlinear, interpolasi polinom atau lainnya. 2. Penelitian ini juga dapat dikembangkan dengan penggunaan input data berupa database.


DAFTAR PUSTAKA

Arhami, M. Desiani, A. 2005. Pemrograman Matlab. Penerbit Andi. Yogyakarta. Bobbin, 2008. Komputasi Numerik untuk Analisis Karakteristik Keramik PSZ dengan Aditif MgO,CaO Berbasis Matlab. Tesis Pasca Sarjana USU. Medan. Chapra, S.C. Canale, R. P. 1994. Numerical Method for Engineer, 2nd Edition (Edisi Indonesia). Penerbit Erlangga. Jakarta. Departemen Perindustrian. 1997. Standar Industri Indonesia, Standar Cara-cara Analisis dan Syarat Mutu Barang Departemen Perindustrian. Garcia, A.L, 1994. Method for Phisics. Prentice Hall Inc. New Jersey. Hartoyo, Ando, J dan Roliadi, H. 1996. Pembuatan Briket Arang dari Lima Jenis Kayu Indonesia. Report No. 103. Pusat Penelitian Hasil Hutan. Hartanto, T. W., Prasetyo, A. 2004. Analisis Desain Sistem dengan Matlab. Penerbit Andi. Yogyakarta. Hossler, J. W. 2001. Active Carbon. Buletin PD II-LIPI. Jakarta. Keake, Hilda, F.G, Luwingkewes, Meiske S. Y. 1995. Pembuatan Arang Aktif dari Tempurung Kelapa dengan Cara Pemanasan Tinggi, Majalah Ilmiah BIMN No.7. Laine, J. Calafat, A. Labady, M. 1999. Preparation and Characterization of Activated Carbon From Coconut Shell Impregnated with phosphoric Acid, Carbon Vol.27. No.2, pp.19-29. Munir, R. 2006. Metode Numerik. Penerbit lnformatika. Bandung. Peranginangin, K. 2006. Pengenalan Matlab. Penerbit Andi. Yogyakarta. Ramza, H. Dewanto, Y. 2007. Teknik Pemrograman Menggunakan Matlab. PT. Grasindo. Jakarta. Setiawan, A. 2006. Pengantar Metode Numerik. Penerbit Andi. Yogyakarta.


Smallman, R. E. Bishop, R. J. 1999. Metalurgi Fisika Modern dan Rekayasa Material. Penerbit Erlangga. Jakarta. Suarga. 2006. Algoritma Pemrograman. Penerbit Andi. Yogyakarta. Suarga, 2007. Fisika Komputasi Solusi Problema Fisika dengan Matlab. Penerbit Andi. Yogyakarta. Sudrajat, R. 1993. Pengaruh Beberapa Pengolahan terhadap Sifat Arang Aktif. Jurnal Penelitian Hutan, Vol. 2. Sugiharto, A, 2006. Pemrograman GUI dengan Matlab. Penerbit Andi. Yogyakarta. Supeno, M. 1987. Efek Termal Nyala Pada Pembuatan Arang Tempurung Kelapa terhadap Sifat Fisik Arang Tempurung Kelapa. Universitas Sumatera Utara Medan. Sutedjo, B. Michael, A. N. 2007. Algoritma dan Teknik Pemrograman. Penerbit Andi. Yogyakarta. Woodroof. 1970. Pembuatan Arang Aktif dengan Cara Destilasi Kering Tempurung Kelapa II. Balai Penelitian Kimia Bogor. Warman, A. 2005. Tesis Analisis Pengaruh Impregnasi SiO2 terhadap Nilai Kalor Baker dan Kuat Tekan Briket Arang Tempurung Kelapa. Zarlis, M. Handrizal. 2007a. Algoritma dan Pemrograman Teori dan Praktik dalam Pascal. USU Press. Medan. ________. 2007b. Bahasa Pemrograman Konsep dan Aplikasi dalam C ++. USU Press. Medan. Zarlis, M. 2007. Pemodelan Gerakan Berdimensi Satu Tinjauan Metode Komputasi dalam Fisika in Pidato Pengukuhan Guru Besar USU. Medan. Zarlis, M. Sembiring, R.W. Siregar, L. Firdaus, M. 2005. Pengantar Teknologi Informasi. USU. Medan. ________. 2009a. Karbon Aktif. http//en.wikipedia.org/wiki/Karbon aktif., diakses tanggal17 januari 2009, jam 11: 48 PM. ________. 2009b. Briket Tempurung Kelapa Jadi Energi Alternatif. Dewata Souvenirs Blog >> Blog Archive, diakses pada tanggal 17 Januari 2009.


________. 2009c. MATLAB. http//en.wikipedia.org/wiki/MATLAB, diakses pada tanggal 19 Februari 2009, jam 11:20 PM. ________. 2009d. Pendahuluan. http://www.math.mtu. diakses pada tanggal 20 Februari 2009, jam 8.11 AM. ________. 2009e. Matlab Tutorial.


FIS L A S PA S C A S A R J A N A SEKOLAH PASCASARJANA UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2009

Recommend Documents