proposal kegiatan kreativitas mahasiswa...

28
PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA SILAMBU (SILIKON DARI ABU AMPAS TEBU) SEBAGAI ALTERNATIF ENERGI TERBARUKAN PADA PEMBUATAN SOLAR CELL BIDANG KEGIATAN: PKM PENELITIAN Diusulkan oleh : Dina Kamila 135100900111007 Angkatan 2013 Evtriyandani 135100901111035 Angkatan 2013 Amala Kusumaputri 135100900111027 Angkatan 2013 Nia Maya Khoiruzad 155100900111016 Angkatan 2015 Putri Ayunda Dipta A. 155100900111020 Angkatan 2015 UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG 2015

Upload: ngohuong

Post on 04-Feb-2018

225 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA

SILAMBU (SILIKON DARI ABU AMPAS TEBU) SEBAGAI

ALTERNATIF ENERGI TERBARUKAN PADA PEMBUATAN

SOLAR CELL

BIDANG KEGIATAN:

PKM PENELITIAN

Diusulkan oleh :

Dina Kamila 135100900111007 Angkatan 2013

Evtriyandani 135100901111035 Angkatan 2013

Amala Kusumaputri 135100900111027 Angkatan 2013

Nia Maya Khoiruzad 155100900111016 Angkatan 2015

Putri Ayunda Dipta A. 155100900111020 Angkatan 2015

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2015

Page 2: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

ii

ii

Page 3: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

iii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ............................................................................................. i

PENGESAHAN PKM- PENELITIAN ................................................................. ii

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

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ iv

DAFTAR TABEL ................................................................................................. v

DAFTAR LAMPIRAN ......................................................................................... vi

RINGKASAN ....................................................................................................... vii

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

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

1.2 Rumusan Masalah ......................................................................................... 2

1.3 Tujuan Program ............................................................................................ 2

1.4 Kegunaan Program ....................................................................................... 2

1.5 Luaran yang diharapkan................................................................................ 2

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

2.1 Solar Cell ...................................................................................................... 3

2.1.1 Pengertian Solar Cell ............................................................................ 3

2.1.2 Prinsip Kerja Solar Cell ........................................................................ 3

2.1.3 Material Semikonduktor Solar Cell ...................................................... 4

2.2 Ampas Tebu .................................................................................................. 4

2.2.1 Pengertian Ampas Tebu ........................................................................ 4

2.2.2 Abu Ampas Tebu .................................................................................. 4

2.2.3 Komposisi Abu Ampas Tebu ................................................................ 4

2.2.4 Parameter Komposisi Ampas Tebu,

Bonggol Jagung Dan Sekam Padi ........................................................ 5

2.3 Silikon (Si) .................................................................................................... 5

2.4 Metode Isolasi Silika .................................................................................... 6

BAB 3 METODE PENELITIAN.......................................................................... 6

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ....................................................................... 6

3.2 Alat dan Bahan ............................................................................................. 6

3.3 Rancangan Percobaan ................................................................................... 7

3.4 Cara Kerja ..................................................................................................... 7

3.4.1 Kondisi yang diharapkan .................................................................... 7

3.4.2 Prosedur Kerja .................................................................................... 7

BAB IV METODE PENELITIAN ....................................................................... 8

4.1 Rancangan Biaya .......................................................................................... 8

4.2 Jadwal Kegiatan ............................................................................................ 9

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 10

Page 4: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

iv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ................................................................... 8

Page 5: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

v

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Komposisi Kadar Bagasse Ash ............................................................ 5

Tabel 2.2 Data Fisik Unsur Silikon ...................................................................... 5

Tabel 3.1 Tabel Rancangan Percobaan ................................................................ 7

Tabel 4.1 Biaya Kegiatan ..................................................................................... 8

Tabel 4.2 Jadwal Penelitian .................................................................................. 9

Page 6: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

vi

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Biodata Ketua, Anggota dan Dosen Pembimbing .......................... 11

Lampiran 2. Justifikasi Anggaran Kegiatan ........................................................ 18

Lampiran 3. Susunan Organisasi Tim Pelaksanaan dan Pembagian Tugas ........ 20

Lampiran 4. Surat Pernyataan Ketua Peneliti/Pelaksana .................................... 21

Page 7: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

vii

RINGKASAN

Pertumbuhan penduduk di Indonesia berkembang dengan sangat pesat, hal

ini membuat konsumsi energi meningkat. Namun, konsumsi energi terbesar masih

berasal dari bahan bakar fosil. Indonesia diperkirakan akan kehabisan bahan bakar

fosil dalam waktu 18 tahun lagi. Indonesia merupakan Negara yang terletak di

garis khatulistiwa menyebabkan energi surya menjadi salah satu bentuk energi

terbarukan yang potensial untuk dikembangkan energi surya selain mudah

didapatkan dari alam, juga ramah lingkungan. Sehingga, Indonesia sangat

berpotensi dalam pengembangan energi dari tenaga surya. Salah satu

pemanfaatannya adalah dengan menggunakan solar cell. Namun, bahan pembuat

solar cell relatif mahal untuk itu diperlukan bahan alternatif yang lebih murah.

Ampas tebu (Bagasse) mengandung SiO2 cukup tinggi dan berpotensi menjadi

salah satu bahan alternatif semikonduktor pada solar cell. Tujuan penelitian ini

adalah mengetahui karakteristik silika yang dihasilkan dari isolasi silika abu

ampas tebu dengan mencari kombinasi waktu dan suhu terbaik dengan rancangan

percobaan acak lengkap dimana digunakan dua faktor yaitu faktor suhu dan waktu

pengabuan yang masing-masing memiliki tiga level. Hasil dari silika yang

didapatkan akan dianalisa karakteristiknya.

Kata Kunci : Bagasse Ash, Silika, Energi Alternatif

Page 8: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

1

1

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pertumbuhan penduduk di Indonesia berkembang dengan sangat

pesat, hal ini membuat konsumsi energi meningkat. Namun, konsumsi energi

terbesar masih berasal dari bahan bakar fosil yang menghasilkan CO2 dalam

proses pembakarannya. Masmui & Suhendra (2012) mengatakan bahwa 88%

konsumsi energi dunia berasal dari minyak bumi, gas bumi dan batu bara.

Indonesia diperkirakan akan kehabisan bahan bakar fosil dalam waktu 18

tahun lagi. Status persediaan minyak dunia diperkirakan akan habis 23 tahun

ke depan, gas akan habis 62 tahun ke depan, sedangkan batu bara 146 tahun

ke depan tidak akan tersedia lagi (Hasan,2012).

Indonesia merupakan Negara yang terletak di garis khatulistiwa

menyebabkan energi surya menjadi salah satu bentuk energi terbarukan yang

potensial untuk dikembangkan energi surya selain mudah didapatkan dari

alam, juga ramah lingkungan yaitu tidak memiliki emisi CO2 sehingga

menjadi teknologi andalan di dunia (Hasan,2012). Sehingga, Indonesia sangat

berpotensi dalam pengembangan energi dari tenaga surya. Selain itu, tenaga

surya tidak memiliki emisi buang yang dapat mengakibatkan polusi.

Sel surya (solar cell) dapat mengolah cahaya matahari menjadi energi

listrik yang dapat digunakan dalam kehidupan sehari-hari.

Namun,penggunaan sel surya relatif mahal berkisar antara 80 juta rupiah

hingga ratusan juta rupiah sehingga hanya digunakan dalam skala kecil

(Azis,2010). Sel surya terdiri atas beberapa bagian salah satunya adalah

semikonduktor. Semikonduktor merupakan bagian inti atau terpenting dari sel

surya karena pada bagian tersebut terdapat komponen yang berfungsi sebagai

penyerap cahaya matahari (Minai,2014). Komponen yang digunakan pada

umumnya adalah wafer silikon. Akan tetapi, wafer silikon berharga mahal

sehingga mempengaruhi harga perangkat sel surya secara signifikan (Ismet

dkk, 2006).

Maka, dibututuhkan pengganti dari komponen tersebut yang berfungsi

sama tapi dengan harga yang lebih murah. Abu ampas tebu dapat digunakan

sebagai bahan pembuat silika yang akan digunakan sebagai pengganti silikon

pada solar cell. Menurut Panturau dan Setiawan (2006) kandungan silika

dalam ampas tebu cukup tinggi sekitar 73.5%.

Dengan mempertimbangkan peluang memanfaatkan abu ampas tebu

menjadi silika sebagai bahan solar cell kami melakukan penelitian yang

berjudul “SILAMBU (Silikon dari Abu Ampas Tebu) sebagai Bahan

Alternatif Energi Terbarukan pada Pembuatan Solar Cell” aplikasi

pemanfatan silika dari ampas tebu sebagai bahan alternatif silikon untuk

solar cell merupakan salah satu inovasi baru yang kami tawarkan dalam

penelitian ini, dengan begitu akan didapatkan dua keuntungan dalam proses

pemanfatan silika dari ampas tebu ini yakni sebagai bahan alternatif silikon

dalam solar cell. Penggunaan aplikasi SILAMBU ini tentu akan

meningkatkan kegunaan dari silika dan penggunaan teknologi energi

terbarukan dengan harga yang terjangkau.

Page 9: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

2

1.2 Rumusan Masalah

Rumusan masalah dalam Program Kreativitas Mahasiswa bidang

Penelitian yang diusulkan antara lain sebagai berikut :

1. Bagaimana metode pembuatan SILAMBU?

2. Apakah silika dari ampas tebu berpotensi sebagai alternatif silikon

untuk menyerap energi sinar matahari dalam solar cell?

3. Bagaimana metode pembuatan dan pengujian SILAMBU sebagai

pengganti silikon pada solar cell?

4. Bagaimana kombinasi waktu dan suhu pengabuan terbaik?

1.3 Tujuan Program

Tujuan dari Program Kreativitas Mahasiswa bidang Penelitian ini

diantaranya adalah:

1. Mengetahui metode pembuatan SILAMBU sehingga dapat sehingga

dapat menambah kegunaan dari ampas tebu.

2. Mengetahui potensi silika dari ampas tebu sebagai alternatif silikon

untuk meyerap energi matahari dalam solar cell.

3. Mengetahui metode pembuatan dan pengujian SILAMBU sehingga dapat

digunakan sebagai alternatif silikon pada solar cell.

4. Mengetahui kombinasi waktu dan suhu pengabuan terbaik.

1.4 Kegunaan Program

A. Bagi Akademisi atau Mahasiswa

Menjadikan media penerapan dan pengembangan teknologi di

bidang teknologi dalam mengelah dan memanfaatkan energi terbarukan

yaitu energi matahari, sehingga didapatkan suatu teknologi ramah

lingkungan dengan harga yang terjangkau. Selain itu, sebagai bentuk

pengabdian insan akademis dalam pembelajaran pemberdayaan

masyarakat sebagai wujud Tri Dharma Perguruan Tinggi.

B. Bagi Masyarakat

Memberikan informasi dan wawasan mengenai terobosan baru

didalam pengembangan teknologi dibidang energi terbarukan berupa

pemanfaatan atau konversi ampas tebu menjadi silika gel sebagai bahan

alternatif solar cell.

C. Bagi Pemerintah

Sebagai salah satu solusi alternatif bagi pemerintah dalam

menggalakkan konversi peggunaan energi berbasis bahan bakar fosil

menjadi energi ramah lingkungan terbarukan ditengah maraknya

kampanye untuk alih sumber energi fosil ke energi terbarukan.

1.5 Luaran yang diharapkan

Mengingat begitu besarnya manfaat dari SILAMBU selain berpeluang

untuk bisa dikembangkan karena belum ada pemanfaatan silika dari abu

Page 10: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

3

ampas tebu untuk dijadikan sebagai bahan pembuat solar cell di Indonesia,

penulis juga akan mempublikasikan secara ilmiah yang bertujuan untuk

perluasan informasi, sehingga masyarakat dapat mengenal dan mengetahui

SILAMBU.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Solar Cell

2.1.1 Pengertian Solar cell

Solar cell merupakan pembangkit listrik yang mampu mengkonversi

sinar matahari menjadi arus listrik. Energi matahari sesungguhnya

merupakan sumber energi yang paling menjanjikan mengingat sifatnya yang

berkelanjutan (sustainable) serta jumlahnya yang sangat besar. Matahari

merupakan sumber energi yang diharapkan dapat mengatasi permasalahan

kebutuhan energi masa depan setelah berbagai sumber energi konvensional

berkurang jumlahnya serta tidak ramah terhadap lingkungan

(Matsmura,2009).

Cara kerja sel surya adalah berdasarkan efek photovoltaic dengan

memanfaatkan sifat cahaya sebagai partikel. Sifat dari efek photovoltaic

adalah jika cahaya dengan frekuensi tertentu mengenai permukaan logam

maka elektron-elektron pada permukaan logam tersebut akan terlepas dan

memiliki energi kinetik dan disebut photoelectron (Purwanti dkk,2009).

2.1.2 Prinsip Kerja Solar Cell

Dalam cahaya matahari terkandung energi dalam bentuk foton.

Ketika foton mengenai permukaan sel surya, elektron-elektronnya akan

tereksitasi dan menimbulkan aliran listrik (prinsip photoelectric). Sel surya

dapat tereksitasi karena terbuat dari material semikonduktor yang

mengandung unsur silikon atas dua jenis yaitu lapisan negatif (tipe-n) dan

lapisan positif (tipe-p) (Sinamo,2007).

Peran dari p‑n junction ini adalah untuk membentuk medan listrik

sehingga elektron dan hole bisa diekstrak oleh material kontak untuk

menghasilkan listrik. Ketika semikonduktor tipe‑p dan tipe‑n terkontak,

maka kelebihan elektron akan bergerak dari semikonduktor tipe‑n ke tipe‑p

sehingga membentuk kutub positif pada semikonduktor tipe‑n, dan

sebaliknya kutub negatif pada semikonduktor tipe‑p. Akibat dari aliran

elektron dan hole ini maka terbentuk medan listrik yang mana ketika cahaya

matahari mengenai susuna p‑n junction ini maka akan mendorong elektron

bergerak dari semikonduktor menuju kontak negatif, yang selanjutnya

dimanfaatkan sebagai listrik, dan sebaliknya hole bergerak menuju kontak

positif menunggu elektron datang (Yuliarto, 2013).

Page 11: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

4

2.1.3 Material Semikonduktor Solar Cell

Material semikonduktor merupakan bagian inti dari sel surya yang

biasanya mempunyai tebal sampai beberapa ratus mikrometer untuk sel

surya generasi pertama (silikon), dan 1‑3 mikrometer untuk sel surya

lapisan tipis. Material semikonduktor inilah yang berfungsi menyerap

cahaya dari sinar matahari. Material semikonduktor yang umum digunakan

dan telah masuk pasaran yaitu contohnya material Cu(In,Ga)(S,Se) (CIGS),

CdTe (kadmium telluride), dan amorphous silikon (Yuliarto,2013). Bahan

semikonduktor, merupakan bahan semi logam yang memiliki partikel yang

disebut elektron-proton, yang apabila digerakkan oleh energi dari luar akan

membuat pelepasan elektron sehingga menimbulkan arus listrik dan

pasangan elektron hole (Hasan,2012).

2.2 Ampas Tebu

2.2.1. Pengertian Ampas Tebu

Tebu (Saccharum officinarum) merupakan tanaman yang tumbuh

subur di Indonesia. Ampas tebu adalah suatu residu dari proses penggilingan

tanaman tebu (saccharum oficinarum) setelah diekstrak atau dikeluarkan

niranya pada industri pemurnian gula sehingga diperoleh hasil samping

sejumlah besar produk limbah berserat yang dikenal sebagai ampas tebu

(bagasse) (Worathanakul dkk, 2009).

Ampas tebu yang dihasilkan dari satu pabrik gula sekitar 35–40%

dari berat tebu yang digiling.Hasil penelitian menunjukkan bahwa

abubagassedari limbah pabrik gula dapat diolah menjadi silika. Bagasse

mengandung air 48 – 52%, gula 3,3% dan serat 47,7% (Hanafi & Nandang,

2010). Ampas tebu merupakan sumber daya alam yang mengandung SiO2

cukup tinggi (Azizah,2012).

2.2.2 Abu Ampas Tebu

Abu ampas tebu merupakan hasil dari pembakaran ampas tebu pada

produksi gula yang biasanya tidak terpakai dan dianggap sebagai limbah

pabrik (waste product). Proses pembakaran ampas tebu itu sendiri

berlangsung pada grate (pengapian) dan furnace (ruang pembakaran)

dimana ampas tebu yang dijatuhkan dari corong ke grate. Di grate inilah

akan terjadi timbunan ampas tebu yang menyerupai kerucut bahan bakar

dan akan berlangsung 4 proses yakni proses pengeringan, pembentukan

karbon, pembakaran, dan yang terakhir menjadi abu (abu ampas tebu)

(Hernawati dkk, 2010).

2.2.3 Komposisi abu ampas tebu

Abu pembakaran ampas tebu merupakan hasil perubahan secara

kimiawi dari pembakaran ampas tebu murni. Kompisisi kandungan pada

abu ampas tebu adalah sebagai berikut (Paturau dalam Setyawan, 2006).

Page 12: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

5

Tabel 2.1 Komposisi kadar bagasse ash (Paturau dalam Setyawan, 2006)

2.2 Parameter Komposisi Ampas Tebu, Bonggol Jagung dan Sekam Padi

Ada berbagai macam limbah penghasil silika, beberapa darinya yang

cukup populer adalah ampas tebu, bonggol jagung dan sekam padi.Menurut

Paturau dalam Setyawan (2006), kadar silika dalam ampas tebu mencapai

73,5%. Menurut Aripin dkk (2010), kadar silika dalam bonggol jagung

mencapai 32,92%. Sedangkan silika dari sekam padi mencapai 76,9%.

Silika dari ampas tebu menjadi unggul sebab selain kandungan silikanya

yang tinggi, ampas tebu belum digunakan sebagai media alternatif apapun,

berbeda dengan sekam padi yang telah digunakan dalam perkebunan

sebagai penyubur.

2.3 Silikon (Si)

Silikon (Si) merupakan salah satu unsur golongan IVA yang

merupakan unsur logam atau semi logam. Silikon dapat berbentuk sebuk atau

dalam bentuk kristal hitam keabu-abuan. Silikon tidak bereaksi dengan asam

nitrat, asam klorida, dan asam sulfat, akan tetapi larut dalamasam hidrofluorik

yang membentuk gas dan silikon tetrafluorida (SiF4). Pada temperatur tinggi

silikon bersifat sebagai penghantar panas dan listrik yang baik, namun pada

temperatur rendah silikon bersifat sebagai isolator panas dan listrik. Data

fisik mengenai silikon dapat dilihat di Tabel 2.2.

Volume atom 12,1 cm3/mol

Titik didih 2630 K

Titik lebur 1683 K

Massa jenis 1683 K

Kapasitas panas 1683 K

Konduktivitas kalor 148 W/mK

Tabel 2.2 Data fisik unsur silikon (Sunardi, 2006)

Silikon digunakan dalam industri baja sebagai campuran pokok baja

silikon yang disebut sebagai duriron (mengandung 15% silikon) yang

digunakan untuk mencegah korosi logam. Silikon juga digunakan sebagai

Page 13: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

6

campuran logam tembaga, kuningan, dan perunggu. Selain itu silikon juga

digunakan sebagai bahan untuk membuat piranti semikonduktor untuk

peralatan elektronik seperti untuk dioda dan transistor (Sunardi, 2006).

2.4 Metode Isolasi Silika

Sebelum melakukan isolasi silika, dilakukan pengeringan dan

pengabuan pada sampel ampas tebu. Kemudian dilakukan metode leaching,

leaching merupakan suatu proses dimana terjadinya pemisahan satu atau

lebih komponen yang bercampur dengan fase padat/solid dengan

menggunakan pelarut. Metode yang digunakan untuk proses leaching di

tentukan oleh jumlah konstituen yang akan dilarutkan, distribusi konstituen

di dalam solid, sifat solid, dan ukuran partikelnya. Bila konstituen tersebar

merata dalam solid, maka yang ada di permukaan akan larut ke dalam

solven terlebih dahulu, akibatnya sisa solid akan berpori-pori.

Silika dengan tingkat kemurnian yang tinggi dapat diperoleh

melalui ekstraksi menggunakan larutan asam (Ramadhan dkk, 2014).

Semakin tinggi konsentrasi HCl dan HBr maka semakin tinggi pula

persentase peningkatan kadar silika. Pada pelarut HCl 2 N diperoleh

persentase peningkatan tertinggi yaitu 6,6 % . Sedangkan, untuk pelarut HBr

persentase peningkatan tertingginya mencapai 9,3% (Erviana, 2013). Proses

ekstraksi silika dari abu ampas tebu belum banyak dikaji dan diteliti lebih

lanjut. Pada penelitian ini dilakukan proses ekstraksi silika (SiO2) dengan

metode leaching menggunakan asam bromida pada konsentrasi 2 N.

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan tempat Penelitian

Penelitian akan di lakukan di Laboraturium Teknik Sumberdaya Alam

dan Lingkungan Jurusan Keteknikan Pertanian, Fakultas Teknologi Pertanian,

Universitas Brawijaya Malang dan di Laboraturium Operasi Teknik Kimia

Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Brawijaya.

Penelitian ini akan dilaksanakan selama empat bulan dari bulan Februari

hingga Mei 2016.

3.2 Alat dan Bahan

Penelitian ini menggunakan alat dan bahan yang menunjang proses

penelitian. Bahan utama yang digunakan dalam pembuatan silika adalah ampas

tebu yang diambil dari PG dan HBr (Asam Bromida) yang digunakan sebagai

pelarut dalam proses leaching. Sedangkan, alat-alat yang digunakan adalah

furnace, oven, flocumeter, kertas saring whattman, labu erlenmeyer, corong,

gelas beker, cawan petri dan timbangan digital untuk proses isolasi silika.

Voltmeter dan conductivity meter digunakan untuk analisa semikonduktor.

Page 14: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

7

3.3 Rancangan Percobaan

Rancangan percobaan yang digunakan adalah Rancangan Acak

Lengkap (RAL) yang tersusun atas dua faktor yaitu derajat suhu yang

diberikan serta waktu pengabuan dari ampas tebu. Faktor I (derajat suhu)

terdiri dari tiga level dan faktor II (waktu pengabuan) terdiri atas tiga level

sehingga didapatkan sembilan kombinasi.

Suhu(˚C) 650 800 950

1 S1T1 S2T1 S3T1

1,5 S1T2 S2T2 S3 T2

2 S1T3 S2T3 S3T3

Tabel 3.1 Tabel Rancangan Percobaan

3.4 Cara Kerja

3.4.1 Kondisi yang diharapkan

Penelitian ini dilakukan pada kondisi yang ditetapkan yaitu berat

bahan baku sebesar 50 gram , waktu pengadukan selama 10 menit dengan

100 rpm, dan volume pelarut 250 ml. Bahan baku yang dimasukkan dalam

furnace elektrik dengan variasi suhu 650˚C, 800˚C, 950˚C dan proses

pengasaman dengan konsentrasi HBr 2 N.

3.3.2 Prosedur Kerja

Mula-mula ampas tebu dihancurkan kemudian ditimbang sebesar 50

gram, dan setelah itu ampas tebu tersebut dikeringkan dibawah sinar

matahari untuk mengurangi kandungan airnya. Setelah proses pengeringan,

ampas tebu dilakukan tahap pembakaran dengan menggunakan tungku

(furnace) pada rentang suhu operasi 650-950˚C selama 1 jam. Proses

selanjutnya yaitu pencucian abu ampas tebu dengan larutan HBr dengan

konsentrasi 2 N dan diaduk selama 10 menit dengan kecepatan 100 rpm.

Kemudian, dilakukan pencucian dengan aquadest hingga bersih dari HBr

yang ditandai dengan perubahan warna larutan. Proses berikutnya adalah

penyaringan dengan kertas saring untuk mendapatkan endapan silika.

Endapan silika yang diperoleh di keringkan dalam oven, kemudian kadar

silika di analisa.

Waktu (Jam)

Page 15: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

8

Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian

Bab IV Biaya dan Jadwal Kegiatan

4.1 Biaya Kegiatan

No Jenis Pengeluaran Biaya (Rp)

1 Peralatan penunjang 2.950.000

2 Bahan habis pakai 4.375.000

3 Perjalanan 1.875.000

4 Administrasi dan lain-lain 1.620.000

Total 10.820.000

Tabel 4.1 Biaya Kegiatan

Konsentrasi

HBr 2 N

Ampas tebu

Dihancurkan/dipotong-potong

Ditimbang 50 gram

Pencucian

dengan air

Pembakaran

Penyaringan

Pencucian dengan

HBr dan

pengadukan

Pengeringan

dibawah sinar

matahari

Pengeringan pada

suhu 200˚C

Analisa

Suhu operasi

650˚C selama

60 menit Pencucian dengan

aquadest

10 menit ; 100 rpm

Filtrat dibuang

Hasil

Page 16: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

9

4.2 Jadwal Kegiatan

Keterangan : A(Amala), D(Dina), E(Evtriyandani), N(Nia), P(Putri)

Tabel 4.2 Jadwal Penelitian

No JenisKegiatan Feb Mar Apr Mei

PJ 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

1 Persiapan

penelitian P

2 Persiapan alat dan

bahan N

4 Pengambilan

ampas tebu D

5 Pengabuan ampas

tebu A

6 Isolasi silika E

7 Uji konduktivitas D

8 Pembuatan

laporan kemajuan A

9 Analisis hasil E

10 Pembuatan

laporan P

11 Konsultasi dosen

pembimbing N

Page 17: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

10

DAFTAR PUSTAKA

Aripin, dkk. 2010. Analisis Kualitas Briket Arang Tongkol Jagung yang

Menggunakan Bahan Perekat Sagu dan Kanji. Fakultas MIPA,

Universitas Haluoleo.

Azis, Iwan J. 2010. Pembangunan Berkelanjutan Perandan Kontribusi Emil

Salim. Jakarta : PT Gramedia.

Azizah, Nur. 2012. Sintesis Silika Gel Kering dan Abu Ampas Tebu untuk

Menurunkan Kadar Ion Logam Pb dan Cr dalam Air. Semarang :

Universitas Negeri Semarang.

Erviana, Luana. 2013. Isolasi Silika dari Tongkol Jagung. Surabaya :

Universitas Pembangunan Nasional.

Hasan, Hasnawijaya. 2012. Perancangan Pembangkit Listrik Tenaga Surya

Di PulauSaugi.Makassar :Universitas Hasanuddin.

Hernawati dan Indarto,D.N. 2010. Pabrik Silika dari Ampas Tebu dengan

Proses Presipitasi. Surabaya : Institut Teknologi Sepuluh Nopember.

Ismet,I., Shobih, dan Rosa. 2005. Fabrikasi Sel Surya untuk Produksi Skala

Kecil. Jurnal Elektronika No. 2 Volume 5. Puslit. Elektronika dan

Telekomunikasi LIPI. Bandung.

Manai, Syamsudin. 2014. Membuat Sendiri Pembangkit Tenaga Surya.

Jakarta : BukuDigital.net

Matsumura,M. 2009. Utilization of Solar Cell, Lecture Notes Research

Center for Solar Energy Chemistry. Osaka : Osaka University.

Masmui dan Suhendra. 2012. Pembuatan Prototipe Metal Silikon untuk

Bahan Baku Sel Surya. Jakarta: Badan Pengkajian dan Penerapan

Teknologi.

Nugroho, Prapto. 2010. Peralatan pada Industri Manufaktur Semikonduktor.

Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada.

Panturau & Setyawan. 2006. By Product of the Cane Sugar Industry.

Amsterdam : Elserver.

Purwanti dkk. 2009. Pengembangan Prototipe Air Conditioner (AC) Tenaga

Surya. Semarang : Universitas Negeri Semarang.

Ramadhan, N. I., Munasir., dan Triwikantoro. 2014. Sintesis dan

Karakteristik Serbuk SiO2 dengan Variasi Ph dan Molaritas Berbahan

Dasar Pasir Bancar, Tuban. Jurnal Sains dan Seni Pomits, 3, 15-17 .

Sinamo, Alim Senina. 2007. Mengenal Solar Cell Sebagai Energi Alternatif.

Jakarta : Puslitbang Iptekhan Balitbang Dephan.

Sunardi. 2006. Penuntun Praktikum Analisa Instrumentasi. Depok :

Universitas Indonesia.

Worathanakul, P., Payubnop, W. and Muangpet, A., 2009, Characterization

for Post-treatment Effect of Bagasse Ash for Silica Extraction,World

Academy of Science, Eng.Technol., 32.

Page 18: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

11

Page 19: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

12

Page 20: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

13

Page 21: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

14

Page 22: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

15

Page 23: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

16

A. Identitas Dosen Pembimbing

Nama Lengkap Dr. Ir. Alexander Tunggul Sutan Haji, MT

Jenis Kelamin L

Bidang Environmental Informatic

NIDN 0014086206

Tempat dan Tanggal Lahir Semarang, 14 Agustus 1962

E-mail [email protected]

Nomor Telepon/HP 08156214888

B. Riwayat Pendidikan

S1 S2 S3

Nama Institusi

Institut Pertanian

Bogor

Institut

Teknologi

Bandung

Institut

Teknologi

Bandung.

Jurusan

Teknik Tanah dan

Air,Teknik

Pertanian

Teknik Sumber

Daya Air, Teknik

Sipil dan

Perencanaan

Teknik

Sumber Daya

Air, Teknik

Sipil dan

Lingkungan

Tahun Masuk-Lulus 1980-1986 1990-1993 2000-2005

C. Pemakalah Seminar Ilmiah

No Nama Penemuan Ilmiah /

Seminar

Judul Artikel Ilmiah Waktu dan

Tempat

1

Prosiding Kongres VII

dan Pertemuan Ilmiah

Tahunan (PIT) XVIII

HATHI. Volume 2.

Pemanfaatan Sistem

Informasi Geografi (SIG)

untuk Model Sebar

Keruangan.

2001

2

Prosiding Kongres VII

dan Pertemuan Ilmiah

Tahunan (PIT) XVIII

HATHI. Volume 2.

Operator Morpho-Hidrologi

pada Model Ketinggian dan

Peta Digital untuk

Pengelolaan dan

Perencanaan Daerah

Pengaliran Sungai.

2001

3

Prosiding Kongres VIII

dan Pertemuan Ilmiah

Tahunan (PIT) XXI

HATHI..

Integrasi Model Hidrologi

dan Sistem Informasi

Geografi untuk Manajemen

Sumber Daya Air pada

Daerah Aliran Sungai

(Strategi dan Penerapan).

2004

Page 24: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

17

Page 25: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

18

Lampiran 2. Justifikasi Anggaran Kegiatan

1. Peralatan Penunjang

Material Justifikasi

pemakaian

Kuantitas Harga

Satuan (Rp)

Jumlah

(Rp)

Sewa

Laboratorium

TSAL Universitas

Brawijaya

Tempat utama

penelitian

4 bulan 200.000 800.000

Sewa

Laboratorium

Teknik Operasi

Kimia Universitas

Brawijaya

Tempat penelitian

isolasi silika dari

ampas tebu

2 bulan 250.000 500.000

Sewa SEM dan

XRD FMIPA

UM

Uji karakteristik

silika dari ampas

tebu

27

sampel

35.000 945.000

Voltmeter Untuk menguji

tegangan

1 buah 250.000

Pembelian

peralatan

tambahan

Penunjang

penelitian proses

isolasi silika dari

ampas tebu

205.000

Masker Wajah Melindungi

pernapasan dari

zat asam yang

volatile

1 kotak

(100 pcs)

1.000 100.000

Sarung Tangan Melindungi dari

bahan korosif

1 Kotak

(50

Pasang)

1.500 150.000

SUB TOTAL 2.950.000

2. Bahan Habis Pakai

Material Justifikasi

pemakaian

Kuantitas Harga satuan

(Rp)

Jumlah

(Rp)

Ampas Tebu Bahan utama

pengujian

5 kg 15.000 75.000

HBr Bahan pelarut

(solven)

600 ml 6200 3.900.000

Aquadest Bahan pencuci

abu ampas tebu

2 liter 50.000 100.000

Biaya tak terduga 300.000

SUB TOTAL 4.375.000

Page 26: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

19

3. Perjalanan

Material Justifikasi

pemakaian

Kuantitas Harga Satuan

(Rp)

Jumlah

(Rp)

Transportasi

pembelian bahan

Pembelian bahan

baku ampas tebu

dan bahan kimia

5x 40.000 200.000

Transportasi

pengujian sampel

Pengujian sampel

di Laboratoium

Pusat Universitas

Negeri Malang

5x 35.000 175.000

Transportasi

menuju tempat

publikasi

Publikasi hasil

kegiatan

5 orang

sebanyak

3x

100.000 1.500.000

SUB TOTAL 1.875.000

4. Lain-Lain

Material Justifikasi

pemakaian

Kuantitas Harga Satuan

(Rp)

Jumah

(Rp)

ATK dan tinta

printer

Pencetakan

laporan

150.000

Penjilidan

laporan

Pembuatan

laporan

kemajuan dan

akhir

20

bendel

5.000 100.000

Kertas A4 Pencetakan

laporan

2 rim 35.000 70.000

Pendaftaran paten Paten penelitian 300.000

Pengujian sampel

20 sampel 30.000 600.000

Biaya publikasi Publikasi ke

media cetak dan

online

250.000 250.000

Biaya tak terduga 250.000

SUB TOTAL 1.620.000

TOTAL 10.820.000

21

Page 27: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

20

Lampiran 3. Susunan Organisasi Tim Pelaksanaan dan Pembagian Tugas

No Nama / NIM Program Studi Bidang

Ilmu

Alokasi

Waktu

(jam/

minggu)

Uraian Tugas

1

Dina Kamila /

135100900111007

Teknik

Lingkungan TEP 15

Ketua

- Mengkoordinir

jalannya

penelitian.

- Mengatur

pembagian

tugas.

2 Evtriyandani /

135100901111035

Teknik

Lingkungan TEP 15

Sekretaris

- Membuatsurat

menyurat.

- Mencatat setiap

tahap penelitian

log book.

3

Amala

Kusumaputri /

135100900111027

Teknik

Lingkungan TEP 15

Bendahara

- Mencatat biaya

pemasukan dan

pengeluaran

4

Nia Maya

Khoiruzad /

155100090011101

6

Teknik

Lingkungan TEP 15

Koordinator lab

- Mengkoordinir

dan

mempersiapkan

laboratorium.

5

Putri Ayunda Dipta

A /

155100900111020

Teknik

Lingkungan TEP 15

Koordinator

lapang

- Menyiapkan

alat dan bahan.

- Survey.

Page 28: PROPOSAL KEGIATAN KREATIVITAS MAHASISWA …arsc.tp.ub.ac.id/.../uploads/2016/...DARI_ABU_AMPA.pdf · Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ... Ampas tebu adalah suatu residu dari proses

21

Lampiran 4. Surat Pernyataan Ketua Peneliti / Pelaksana