PENGARUH PENAMBAHAN ABU SEKAM PADI PADA MEMBRAN KERAMIK DARI ZEOLIT ALAM
SKRIPSI
Diajukan untuk Memenuhi Sebagian Syarat Mencapai Derajat Sarjana S-1
Oleh: NANANG SURYA PRAYITNO 1003020010
PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO 2015
MOTTO DAN PERSEMBAHAN
Motto: “Sesungguhnya bersama kesulitan ada kemudahan. Maka apabila engkau telah
selesai ( dari suatu urusan), tetaplah bekerja keras ( untuk urusan yang lain)” ( Q.S Al-insyiroh : 6-7)
“ Sesungguhnya Alloh tidak akan mengubah keadaan suatu kaum sebelum mereka mengubah keadaan diri mereka sendiri.” ( Q.S Ar-Rad : 11)
“…dan bersabarlah. Sesungguhnya Allah beserta orang-orang yang sabar.“ (Q.S. Al Anfal: 46)
Persembahan: Alloh SWT dan RosulNya Bapak,Ibu dan Ibu Mertua Istriku dan Anak – anakku tersayang Dosen fakultas teknik kimia Kakak ,adik dan seluruh keluarga Teman – teman kerja dan kuliah
v
Pengaruh Penambahan Abu..., Nanang Surya Prayitno, Fak. Teknik UMP, 2015
ABSTRAK
Pembuatan membran keramik berbahan zeolit alam telah digunakan secara luas. Membran tersebut dibuat dengan beberapa tahapan yaitu tahap persiapan bahan baku , pencampuran, casting (pencetakan) dan sintering (pembakaran). Struktur membran yang baik sangat tergantung pada unsur penyusunnya. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh penambahan abu sekam padi pada pembuatan membran dari zeolit alam. Selain itu juga untuk mengetahui pengaruh penambahan pengikat (binder) berbahan tepung beras dan PVA ( Polivinil Alkohol ) dalam karakteristrik membran yang terbentuk. Proses pembuatan membran dilakukan dengan metode semi-dry pressing. Variable yang berpengeruh pada perubahan hasil penelitian adalah persentase kadar abu sekam padi yaitu 0%, 5%, 10%, 15%, 20% serta pengikat (binder) yang digunakan. Hasil penelitian menunjukan bahwa bulk density membran berpengikat tepung beras yang terbentuk berkisar antara 1.328 s/d 1.476 g/cm3 sedangkan membran berpengikat Polivinil Alkohol adalah 1.067 s/d 1.257 g/cm3 Sedangkan porositas membran dengan pengikat tepung beras yang terbentuk adalah 57.5 s/d 77.98 %, dan membran dengan pengikat PVA sebesar 57.94 s/d 69.55%. Untuk daya serap air, membran dengan pengikat tepung beras sebesar 30.23 s/d 34.87 dan membran PVA sebesar 30.23% s/d 34.87%. Dari data yang ada menunjukan bahwa semakin tinggi penambahan persentase abu sekam padi pada campuran bahan baku, akan menyebabkan semakin tinggi pula porositas dan daya serap air pada membran, maka dapat disimpulkan semakin tinggi penambahan persetase abu sekam padi pada pembuatan membran, memjadikan membran menjadi semakin rapuh. Kata kunci : Membran keramik, zeolit alam, abu sekam padi
vi Pengaruh Penambahan Abu..., Nanang Surya Prayitno, Fak. Teknik UMP, 2015
ABSTRACT
Manufacture of ceramic membrane made from natural zeolite has been used widely. The membrane is made with several stages of preparation of raw materials, mixing, casting (molding) and sintering (combustion). Good membrane structure is highly dependent on the constituent elements. This study aims to determine the effect of the addition of rice husk ash in the manufacture of zeolite membranes. In addition, to determine the effect of binder made from rice flour and PVA (Polyvinyl Alcohol) formed in the membrane characteristics. The process of making the membrane was conducted using a semi-dry pressing. Variables that affect the results of the study was the percentage change in the levels of rice husk ash, that is 0%, 5%, 10%, 15%, 20% and the use of binder. The results showed that the bulk density of the membrane with a rice flour binder ranged between 1,328 up to 1,476 g / cm3, while the membrane with a Polyvinyl Alcohol binder is 1,067 up to 1,257 g / cm3, while the porosity of the membrane with a rice flour binder is 57.5 up to 77.98%, and membrane with PVA binder for 57.94 up to 69.55%. For water absorption, membrane with rice flour binder is 30.23 up to 34.87 and membrane whit PVA binder is 30.23% up to 34.87%. From the existing data, showed that higher the percentage addition of rice husk ash in the mix of raw materials, will cause higher porosity and water absorption on the membrane, it can be concluded that higher addition of rice husk ash persetage in the manufacture of membranes, making the membranes become increasingly fragile. Keywords: ceramic membranes, zeolite, rice husk ash
vii Pengaruh Penambahan Abu..., Nanang Surya Prayitno, Fak. Teknik UMP, 2015
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ............................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN ...........................................................................
ii
HALAMAN PENGESAHAN .............................................................................
iii
PERNYATAAN ....................................................................................................
iv
MOTTO DAN PERSEMBAHAN.......................................................................
v
ABSTRAKSI.........................................................................................................
vi
ABSTRACT ..........................................................................................................
vii
KATA PENGANTAR .......................................................................................... viii DAFTAR ISI .........................................................................................................
ix
DAFTAR TABEL ................................................................................................
xii
DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xiii DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xiv BAB I
PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang .................................................................................
1
1.2. Perumusan Masalah ..........................................................................
2
1.3
Batasan Masalah ...............................................................................
2
1.4
Tujuan Penelitian ..............................................................................
3
ix Pengaruh Penambahan Abu..., Nanang Surya Prayitno, Fak. Teknik UMP, 2015
1.5
Manfaat Penelitian ............................................................................
3
BAB.II TINJAUAN PUSTAKA 2.1. Membran Keramik ............................................................................
4
2.2. Zeolit .................................................................................................
5
2.2.1 Struktur Zeolit .......................................................................
6
2.2.2 Sifat – Sifat Zeolit ................................................................
6
2.3
Sekam Padi ......................................................................................
8
2.4
Pembuatan Keramik .........................................................................
9
2.4.1 Persiapan Slurry.....................................................................
11
2.4.2 Proses Sol-Gel .......................................................................
12
2.4.3 Proses Fabrikasi ....................................................................
13
2.5
Pati ...................................................................................................
16
2.6
Polivinil Alkohol ( PVA) ...................................................................
17
2.7
Penelitian Pendukung .......................................................................
18
BAB. III METODE PENELITIAN 3.1. Rancangan Penelitian ........................................................................
19
3.2. Variabel Penelitian 3.2.1 Variabel Tetap .......................................................................
18
3.2.2 Variabel Berubah ..................................................................
18
3.2.3 Respon yang Diamati ............................................................
19
3.3. Alat dan Bahan ..................................................................................
20
3.4. Pembuatan Membran Keramik 3.4.1 Pembuatan Bubuk Bahan Baku .............................................
20
x Pengaruh Penambahan Abu..., Nanang Surya Prayitno, Fak. Teknik UMP, 2015
3.4.2 Pembuatan Adonan ...............................................................
21
3.4.3 Proses Pemanasan dan Pembakaran ......................................
21
3.5. Analisis Karakteristik Membran Keramik 3.5.1 Densitas .................................................................................
22
3.5.2 (%) Penyerapan Air ...............................................................
22
3.5.3 (%) Porositas Membran .........................................................
23
3.5.4 Fluks Membran .....................................................................
24
3.6. Diagram Alir Prosedur Percobaan ....................................................
25
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1
Sintesis Membran Zeolit dan Abu Sekam Padi ................................
26
4.2. Karakterisasi Bahan Perekat Membran .............................................
27
4.3 Pengujian Terhadap Sifat Fisik Membran ............................................
28
a. Densitas Membran Keramik .............................................................
28
b. Kapasitas Penyerapan Air .................................................................
30
c. Porositas Membran ...........................................................................
32
d. Fluks Membran .................................................................................
34
BAB.V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1. Kesimpulan dan Pengamatan ............................................................
36
5.2. Saran..................................................................................................
36
DAFTAR PUSTAKA ...........................................................................................
38
LAMPIRAN ..........................................................................................................
40
xi Pengaruh Penambahan Abu..., Nanang Surya Prayitno, Fak. Teknik UMP, 2015
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Komponen Kimia Abu Sekam Padi .....................................................
8
Tabel 3.2 Rincian Perbandingan Variabel Penelitian ........................................... 21 Tabel 4.1 Perbandingan Densitas Membran .......................................................... 28 Tabel 4.2 Perbandingan Persentase Kapasitas Penyerapan Air............................. 30 Tabel 4.3 Perbandingan Persentase Porositas Membran ....................................... 32 LAMPIRAN Tabel Percobaan 1 Membran Zeolit Alam Dengan Pengikat Tepung Beras ...... 40 Tabel Percobaan 2 Membran Zeolit Alam Dengan Pengikat Polivinil Alkohol . 40 Tabel Percobaan 3 Pengukuran Fluks Membran Zeolit ...................................... 41
xiii Pengaruh Penambahan Abu..., Nanang Surya Prayitno, Fak. Teknik UMP, 2015
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Kerangka Utama Zeolit....................................................................
6
Gambar 2.2 Stuktur Pori di Dalam Zeolit ...........................................................
6
Gambar 2.3 Metoda Pembuatan Membran Keramik ...........................................
10
Gambar 2.4 Metoda Sol-gel dalam Pembuatan Membran Keramik ...................
13
Gambar 3.1 Diagram Alir Prosedur Pembuatan Membran .................................
25
Gambar 4.1 Perbandingan Densitas Membran Zeolit .........................................
29
Gambar 4.2 Perbandingan ( % ) Penyerapan Air Membran Zeolit .....................
31
Gambar 4.3 Perbandingan ( % ) Porositas Membran Zeolit ...............................
33
Gambar 4.4 Perbandingan Fluks Membran Zeolit ..............................................
34
xii Pengaruh Penambahan Abu..., Nanang Surya Prayitno, Fak. Teknik UMP, 2015
