pengaruh penambahan abu sekam padi pada membran keramik

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