EKSTRAKSI ASBUTON MENGGUNAKAN METODE ASBUTON EMULSI (269M)

Material

EKSTRAKSI ASBUTON MENGGUNAKAN METODE ASBUTON EMULSI (269M) Djoko Sarwono 1, Didit Cahya Utama2, Ary Setyawan3 1

Jurusan Teknik Sipil, Universitas Sebelas Maret, Jl. Ir. Sutami 36 A Surakarta Email: [email protected] 2 Jurusan Teknik Sipil, Universitas Sebelas Maret, Jl. Ir. Sutami 36 A Surakarta Email: [email protected] 3 Jurusan Teknik Sipil, Universitas Sebelas Maret, Jl. Ir. Sutami 36 A Surakarta Email: [email protected]

ABSTRAK Asbuton merupakan aspal alam yang berasal dari pulau buton. Asabuton yang ada di yaitu asbuton butir dengan tipe 5/20.15/20,15/25, dan 20/25. Penilitan sebelumnya menggunakan emulgator cocame DEA sebagai pencampuran emulsi dengan hasil bitumen yang di dapat 40% 50%, Texapon sebagai emulgator untuk penyatu antara fase minyak dan fase air diharapkan dapat menghasilkan kandungan bitumen yang lebih dari penelitian sebelumnya. Prapenelitian yang telah dilakukan kandungan texapon yang bisa digunakan hanya sebesar 0.5% berat. Penelitian menggunakan metode eksperimen di labolatorium. Metode yang di gunakan adalah metode aspal emulsi .Bahan yang digunakan adalah asbutir tipe 5/20, Emulgator (Texapon), Asam Klorida (HCl), Kerosin,dan H2O. Phasa padat asbuton emulsi merupakan asbuton butir dan kerosin yang dicampur menggunakan alat mixer selama 15 menit. Phasa cair asbuton emulsi terdiri dari bahan pengemulsi, H2O, dan HCl. Variabel konsentrasi HCl yang digunakan sebesar 0.75%, 1%, 1.25%,1.5% , dan 1.75% dari berat total asbuton emulsi. Phasa padat dan phasa cair asbuton emulsi dicampur dan kemudian diputar dengan mesin ekstraksi, variable waktu ekstraksi yang digunakan selama 15, 20,25, 30 dan 35 menit. Kemudian di ekstrak dengan menggunakan tiner. Hasil pengujian kandungan asbuton emulsi diperoleh kadar asam klorida (HCl) sebesar 1.2% terhadap berat total asbuton emulsi menghasilkan kadar larutan bitumen optimum dengan komposisi asbuton butir tipe 5/20 sebesar 41.67% berat, kerosin 8.33%, asam klorida (HCl) 1.2%, Texapon 0,5%, dan H2O 48,30% terhadap berat total asbuton emulsi. Pada kadar asam klorida (HCl) sebesar 1.2% dan waktu ekstraksi 25 menit didapat kadar optimum 43.50%. Kata kunci: Asbuton, Asbuton Emulsi, HCl, Ekstraksi,Texapon

1.

PENDAHULUAN

Asbuton (Aspal Buton) adalah aspal yang di hasilkan dari Kepulauan Buton Provinsi Sulawesi Tenggara. Pulau Boton meniliki panjang sekitar 130 km dan lebar sekitar 50 km serta dari sulawesi tenggara sekitar 5 km. Asbuton pertama kali ditemukan oleh seorang warga belanda bernama hetzel pada tahun 1920. Selanjutnya pada tahun 1936 Hezet sudah dapat mempetakan deposit asbuton di pulau Buton. Deposit asbuton tersebar di beberapa daerah kecamatan di pulau buton antara lain di kabungka, Lawele, Ereke, Winato, dan Waisiu namun dari beberapa deposit asbuton yang bisa di peroleh dari Kabungka dan Lawele saja yang saat ini sudah di explorasi Indonesia saat ini masih melakukan import asphalt dari beberapa negara lain guna memenuhi kebutuhan aspal bagi pembangunan dan pemeliharaan jalan setiap tahunnya. Pemanfaatan aspal alam yang dikenal dengan asbuton (aspal batu Buton) yang terdapat di provinsi Sulawesi Tenggara dapat menjadi altenatif yang menjanjikan untuk menjawab masalah diatas, karena cadangan aspal alam di Pulau Buton yang mencapai 600 juta ton. Perlu dilakukan pemanfaatan bahan–bahan lain yang tersedia di dalam negeri untuk memenuhi kebutuhan pembangunan, pemeliharaan jalan dan menyiasati ketersediaan aspal minyak yang semakin terbatas dan harga yang cenderung naik seiring dengan harga pasar minyak mentah dunia. Pada masa yang akan datang harga aspal minyak juga semakin tinggi karena minyak bumi sebagai bahan dasar pembuatan minyak aspal, minyak bumi juga merupakan sumber daya alam yang tidak dapat di perbaharui. Asbuton butir saat ini belum banyak digunakan / kurang workable, dengan kadar aspal sekitar 10% sampai 25% yang terkandung di dalam asbuton sehingga dapat menggantikan sebagian kebutuhan aspal minyak yang digunakan

Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7) Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013

M - 277

Material

dalam perkerasan jalan. Namun dalam pemurnian asbuton tidak semudah dalam pembuatan aspal minyak karena pemurnian asbuton banyak melalui proses yang rumit. Berdasarkan kelebihan dan kelemahan asbuton, diperlukan penelitian untuk membuat asbuton emulsi dengan mengekstraksi atau memisahkan bitumen asbuton dan mineralnya menggunakan metode emulsi dingin. Penggunaan metode tersebut diharapkan dapat mempermudah penggunaan asbuton sebagai bahan pengikat pada konstruksi dan perawatan perkerasan jalan. Asbuton emulsi menggunakan metode emulsi dingin pada dasarnya memisahkan bitumen dan mineral tanpa pemanasan. Untuk memisahkan bitumen dan mineral maka bitumen dilarutkan dan kemudian diikat dengan air (H2O) . Bitumen merupakan senyawa aromatik (minyak) yang mempunyai sifat tidak dapat larut dengan air (H2O), sehingga untuk melarutkan bitumen dan air (H2O) diperlukan pengemulsi (emulgator).. Hidrogen klorida (HCl) dalam pembuatan asbuton emulsi berfungsi untuk mengaktifkan emulgator dan melunakkan mineral asbuton, sehingga diperlukan HCl yang optimum agar proses emulsi dalam pembuatan asbuton emulsi dapat berjalan dengan baik.dan bisa untuk mengikat bitumen yang terdapat didalam asbuton butir seoptimal mungkin.

2.

TINJAUAN PUSTAKA

Dhani Ardhyanto (2012) [1] Penelitian tentang “Ekstraksi Asbuton Dengan Metode Asbuton Emulsi Ditinjau dari Konsentrasi HCL dan Waktu Ekstraksi Menggunakan Emulgator Cocamide Dea” telah dilakukan Dhani Ardhyanto tahun 2012 .Hasil pengujian kemurnian asbuton emulsi diperoleh presentase bitumen yang semakin meningkat seiring dengan bertambahnya waktu ekstraksi dan diketahui konsentrasi HCl sebesar 1,25% dengan waktu ekstraksi 25 menit, menghasilkan kadar bitumen tertinggi sebesar 57,19%. Hasil pengujian berat jenis asbuton emulsi diperoleh berat jenis rata-rata asbuton emulsi mengalami penurunan sebanding dengan lamanya waktu ekstraksi. Hasil pengujian kadar air RO pada asbuton emulsi dengan konsentrasi HCl sebesar 1,25% diketahui semakin lama waktu ekstraksi maka kadar air RO asbuton emulsi semakin meningkat. Berdasarkan pengujian dan analisa yang telah dilakukan, didapat komposisi asbuton emulsi terbaik, terdiri dari asbuton butir tipe 5/20 sebesar 41.67% berat, kerosin 8.33%, asam klorida (HCl) 1.25%, Cocamide DEA 1%, air RO 47.75% dan waktu ekstraksi selama 25 menit dengan kecepatan mesin ekstraksi 2000 rpm. Mei. Y,Y and Ning. Z,X (2010) [1] Penelitian tentang “ Research on High Temperature Rheological Characteristics of Asphalt Mastic with Indonesian Buton Rock Asphalt (BRA) “ yang dilakukan oleh Yin Ying Mei dan Zhang Xiao Ning tahun 2010. Hasil penelitian menunjukkan hasil menunjukkan bahwa parameter komponen elastisitas dan alur dari aspal mastic mengandung mineral filler yang meningkat setiap penambahan BRA dan BRA dapat meningkatkan karakteristik rheologi aspal mastic pada suhu tinggi

3.

BAHAN ASBUTON BUTIR

Asbuton butir yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari PT. Bhuton Asphalt Indonesia Jakarta yang telah melalui pemeriksaan secara visual dan laboratorium. Dalam pemeriksaan secara visual dapat dilihat dari bentuk butiran dan tekstur permukaan asbuton butir. Berdasarkan hasil pengamatan didapatkan bahwa asbuton butir yang digunakan memiliki tekstur permukaan yang kasar, berbentuk butiran-butiran halus dan mineral asbuton yang berwarna putih. Pemeriksaan asbuton tipe 5/20 menggunakan data sekunder. Pemeriksaan asbuton tipe 5/20 dilakukan oleh Puslitbang Jalan dan Jembatan Departemen Pekerjaan Umum (DPU). Pemeriksaan asbuton tipe 5/20 meliputi kandungan aspal residu, kandungan air, solubility in trichloroethylene (C2HCl3), sieve analysis, specivic gravity, dan flash point.

4.

METODE PENELITIAN

Penelitian dilakukan menggunakan metode eksperimental di laboratorium Perkerasan Jalan Raya Jurusan Teknik Sipil, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret Surakarta dengan dasar pendekatan menggunakan pedoman pembuatan aspal emulsi jenis kationik No. 024/T/BM/1999 Ditjen Bina Marga, AASHTO M 208, dan ASTM D 2397. Bahan yang digunakan adalah asbuton butir 5/20, Texapon , Asam Klorida (HCl), Kerosin, dan H2O. Penelitian dilakukan dengan pembuatan benda uji yang berupa asbuton emulsi. Phasa padat asbuton emulsi merupakan asbuton butir dan kerosin yang dicampur menggunakan alat mixer selama 15 menit. Phasa cair asbuton emulsi terdiri dari bahan pengemulsi, H2O, dan HCl. Variabel konsentrasi HCl yang digunakan 0.75%, 1%, 1.25%, Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7)

M - 278

Universitas Sebelas Maret (UNS) - Surakarta, 24-26 Oktober 2013

Material

1,5%dan 1.75% dari berat total asbuton emulsi. Phasa padat dan phasa cair asbuton emulsi dicampur dan kemudian diekstraksi. Variable waktu ekstraksi yang digunakan selama 5, 10, 15, 20, dan 25 menit. Hasil ekstraksi asbuton emulsi selanjutnya dilakukan pengujian kandungan mineral asbuton emulsi, berat jenis dan kadar H2O.

5.

HASIL DAN ANALISA

Komposisi Asbuton Emulsi Percobaan trial and error dilakukan dalam pembuatan phasa emulsi padat untuk memperoleh komposisi dan waktu mixing campuran asbuton butir dengan kerosin terbaik berdasarkan pengamatan visual Komposisi asbuton emulsi dengan konsentrasi HCl 1% dari total berat asbuton emulsi pada waktu ekstraksi 25 menit menghasilkan kadar bitumen tertinggi. Komposisi bahan bahan penampuran asbuton emulsi disajikan pada Tabel 1.

Fase Emulsi Padat

Fase Emulsi Cair

Tabel 1. Komposisi Asbuton Emulsi pada Waktu Ekstraksi 25 Menit 416.67 gram Asbuton 41.67 % Lama Pencampuran 15 menit 83.33 gram Kerosin 8.33 % 5 gram Texapon 0.5 % 10 gram Asam Klorida (HCl) Lama Ekstraksi 25 menit 1.00 % 485 gram Air RO 48.5 %

Kadar bitumen dengan variable waktu ekstraksi dan kadar HCL Hasil eksperimen untuk mendapatkan kadar bitumen dalam berbagai variable waktu ekstraksi dan konsentrasi HCL disajikan pada Tabel 2. Gambar 1 menunjukkan hubungan antara waktu ekstraksi dengan kadar bitumen, sedangkan Gambar 2 menunjukkan hubungan antara kadar HCL dengan kadar bitumen yang didapatkan. Tabel 2. Hasil Uji kadar mineral asbuton emulsi Kode

Waktu Ekstraksi

Hasil Ekstraksi

A15 A20 A15 A20 A25 B15 B20 B25 B30 B35 C15 C20 C25 C30 C35 D15 D20

menit 15 20 25 30 35 15 20 25 30 35 15 20 25 30 35 15 20

gram 112.65 98.04 104.53 117.12 102.98 131.48 132.95 95.91 124.77 96.67 89.7 130.63 108.56 96.78 104.21 101.05 127.61

HCl gram 7.5 7.5 7.5 7.5 7.5 10 10 10 10 10 12.5 12.5 12.5 12.5 12.5 15 15

Mineral % 0.75 0.75 0.75 0.75 0.75 1 1 1 1 1 1.25 1.25 1.25 1.25 1.25 1.5 1.5

gram 14.41 15.95 10.19 15.09 17.85 24.51 15.07 15.48 15.04 13.2 11.49 16.55 14.84 15.71 14.11 17.77 16.78

% 68.04 68.37 63.61 66.45 64.16 61.40 57.74 51.48 52.39 51.70 58.68 55.20 58.06 56.23 55.23 68.72 67.17

Bitumen gram 6.48 7.3 5.63 7.47 9.69 15.22 10.84 14.57 13.44 12 7.83 12.74 10.68 12.03 11.02 7.97 8.09

% 30.59 31.29 35.14 32.89 34.83 38.13 41.53 48.45 46.81 47.00 39.99 42.49 41.78 43.06 43.13 30.82 32.39


M - 279

Material

D25 D30 D35 E15 E20 E25 E30 E35

25 30 35 15 20 25 30 35

78.91 116.23 86.98 91.61 96.01 104.77 81.58 93.34

15 15 15 17.5 17.5 17.5 17.5 17.5

1.5 1.5 1.5 1.75 1.75 1.75 1.75 1.75

14.75 14.83 15.92 16.41 14.07 15.31 19.92 15.76

62.32 62.87 62.55 70.28 66.43 62.62 65.27 62.61

8.79 8.39 9.32 6.65 6.67 9.12 10.36 9.31

37.14 35.57 36.62 28.48 31.49 37.30 33.94 36.99

Gambar 1 . Grafik Hubungan Waktu Ekstraksi Dengan Persentase Bitumen

Gambar 2 . Grafik Hubungan HCL Dengan Persentase Bitumen Pada Gambar 1. dan 2. Hubungan tersebut dapat dijelaskan dengan persamaan Ŷ = -27.73x2 + 66.53 Xi + 3.595 dengan Ŷ adalah kadar bitumen asbuton emulsi dan X adalah Konsentrasi HCL . Konsentrasi Hcl 0.75% berat sampai dengan 1.25% berat terus meningkatkan persentase asbuton emulsi ,tetapi pada konsentrasi HCL 1.5% berat mengalami penurunan kadar persentase asbuton emulsi yang didapat ini bisa disebabkan HCL yang terlalu banyak malah mempercepat kembalinya bentuk asbuton butir seperti semula sehingga dalam pengikatan oleh H2O terhadap

Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7)

M - 280


Material

bitumen yang terkandung didalam asbuton butir lebih sedikit. Pada grafik Persentase optimum didapat dengan waktu 25 menit dan kadar HCL 1.2% berat dengan nilai persentase asbuton emulsi yaitu 43.50%.

Berat Jenis Asbuton Butir Uji berat jenis asbuton butir digunakan untuk mengetahui tingkat kemurnian dan kandungan bitumen dalam asbuton emulsi, hasil uji disajikan pada Tabel 3.. Tabel 3. Uji Berat Jenis Asbuton Emulsi. Berat Jenis Asbuton Emulsi Rata-rata Waktu Ekstraksi (menit) 15 20 25 30 35

HCl = 0.75%

HCl =

1.555 1.534 1.509 1.520 1.463

1%

1.475 1.417 1.333 1.318 1.303

HCl = 1.25%

HCl = 1.5%

HCl = 1.75%

1.552 1.524 1.419 1.347 1.334

1.577 1.556 1.549 1.434 1.417

1.581 1.573 1.565 1.547 1.499

Berdasarkan Tabel 3 . diketahui bahwa semakin lama waktu ekstraksi maka berat jenis rata-rata asbuton emulsi semakin menurun, hal itu disebabkan karena semakin lama waktu ekstraksi maka persentase mineral semakin berkurang. Dengan menurunnya kadar mineral maka komposisi dari asbuton emulsi yang dominan adalah bitumen yang tercampur dengan H2O Kadar H2O Asbuton Emulsi Uji kadar air pada asbuton emulsi digunakan untuk mengetahui kadar air yang masih tersisa dalam emulsi, hasil uji disajikan pada Tabel 4. Tabel 4. Uji Kadar H2O Asbuton Emulsi. Berat Cawan + Berat Cawan + Waktu Ekstraksi Berat Cawan Asbuton Emulsi Liquid Content Asbuton Emulsi Kode Kering menit gram gram 78 menit % B15 15 4.24 45.21 43.9 3.20 B20 20 4.16 36.55 35.41 3.52 B25 25 4.21 32.36 31.24 3.98 B30 30 4.25 41.73 40.21 4.06 B35 35 4.18 37.89 36.4 4.42 Hubungan waktu ekstraksi terhadap kadar air RO pada konsentrasi HCL 1% berat semakin lama semakin besar, hal tersebut disebabkan karena semakin lama waktu ekstraksi maka kandungan air yang diserap semakin banyak sehingga fungsi Texapon sebagai pengemulsi bekerja dengan baik

6.

KESIMPULAN

1.

Dari penelitian yang telah dilakukan ini diketahui bahwa kadar asam klorida (HCl) sebesar 1.2% terhadap berat total asbuton emulsi, menghasilkan kadar larutan bitumen optimal sebesar 43.50 %. Berdasarkan penelitian, maka diperoleh asbuton emulsi yang mempunyai kadar larutan bitumen tertinggi dengan komposisi asbuton butir tipe 5/20 sebesar 41.67% berat, kerosin 8.33%, asam klorida (HCl) 1.2%, texapon 0.5 %, dan H2O 48.3%. Hasil optimum yang di dapat sudah pada kadar asbuton emulsi dengan komposisi pada ponin ke 2 , diketahui dari waktu sebanding dengan kadar HCL . Hubungan tersebut dapat dijelaskan dengan persamaan Ŷ = 27.73x2 + 66.53 Xi + 3.595 dengan Ŷ adalah kadar bitumen asbuton emulsi dan X adalah waktu ekstraksi.

2.

3.


M - 281

Material

DAFTAR PUSTAKA Andri, Saulus. 2012. Ekstraksi Asbuton Dengan Metode Asbuton Emulsi Ditinjau dari Konsentrasi Pengemulsi dan Waktu Ekstraksi Menggunakan Emulgator Cocamide Dea. Surakarta : Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret. Ardhyanto, Dhani. 2012. Ekstraksi Asbuton Dengan Metode Asbuton Emulsi Menggunakan Emulgator Cocamide Dea Ditinjau dari Konsentrasi HCL dan Waktu Ekstraksi. Surakarta : Jurusan Teknik Sipil Universitas Sebelas Maret. Salomon, Delman R. 2006. Asphalt Emulsion Technology. Washington, DC: Transportation Research Board Ying Mei, Yin and Xiao Ning,Zhang. 2010. Research on High Temperature Rheological Characteristics of Asphalt Mastic with Indonesian Buton Rock Asphalt (BRA). Journal Of Wuhan University Of Technology Vol.32, No.7.

Konferensi Nasional Teknik Sipil 7 (KoNTekS 7)

M - 282


EKSTRAKSI ASBUTON MENGGUNAKAN METODE ASBUTON EMULSI (269M)

Recommend Documents