sifat fisis dan mekanis pupuk biokomposit limbah …/sifat... · semoga laporan ini dapat...

30

SIFAT FISIS DAN MEKANIS PUPUK BIOKOMPOSIT LIMBAH

KOTORAN SAPI DENGAN PEREKAT MOLASSES

SKRIPSI

Diajuakan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar

Sarjana Teknik

Oleh :

DIPOSENO

NIM. I 1405003

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA 2010

31

LOGBOOK TIGAS AKHIR



/H27.8.1.4/DT/2009

Oleh :

DIPOSENO

NIM. I 1405003

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA

2010


KOTORAN SAPI DENGAN PEREKAT MOLASSES Disusun oleh:

32

Diposeno NIM. I1405003

Dr. Kuncoro Diharjo, S.T., M.T. Zainal Arifin, S.T., M.T. NIP. 197101031997021001 NIP.197303082000031001 Telah dipertahankan di hadapan Tim Dosen Penguji pada hari jumat tanggal 9 Juli 2010 1. Bambang Kusharjanta, S.T., M.T. NIP. 196911161997021001. ............................... 2. Heru Sukanto, S.T., M.,T. NIP. 197207311997021001. ............................... 3. Wahyu Purwo Raharjo, S.T., M.T. NIP. 197202292000121001. ............................... Ketua Jurusan Teknik Koordinator Tugas Mesin Akhir Dody Ariawan, S.T., M.T. Wahyu Purwo Raharjo, S.T., M.T. NIP. 197308041999031003 NIP. 197202292000121001.

DAFTAR ISI

Halaman

Abstrak.............................................................................................................. vi Kata Pengantar................................................................................................... viii

Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II

33

Daftar Isi............................................................................................................ ix Daftar Tabel....................................................................................................... xi Daftar Gambar................................................................................................... xii Daftar Notasi dan Simbol................................................................................... xiii Daftar Lampiran................................................................................................. xiv BAB I. PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang........................................................................................ 1 1.2 Perumusan Masalah................................................................................ 3 1.3 Batasan Masalah..................................................................................... 4 1.4 Tujuan Penelitian.................................................................................... 4 1.5 Manfaat Penelitian.................................................................................. 5

BAB II. DASAR TEORI 2.1 Tinjauan Pustaka...................................................................................... 6 2.2 Landasan Teori........................................................................................ 11

2.2.1 Teori Pegas.................................................................................... 11 2.2.2 Komposit dan Komposit Partikel.................................................. . 12 2.2.3 Biokomposit.................................................................................. . 13 2.2.4 Perekat (matrik)............................................................................ . 13 2.2.5 Molasses (Tetes tebu)................................................................... . 14

2.2.6 Proses Spray-Up............................................................................ . 15 2.2.7 Proses Manufaktur Sampel Biokomposit Metode (Hand Pressed). 16

2.3 Fraksi Berat dan Pengujian Sampel Pupuk Biokomposit......................... 17 2.3.1 Fraksi Berat Pupuk Biokomposit.................................................... 17 2.3.2 Pengujian Kekuatan Tekan............................................................. 18 2.3.3 Pengujian Ketahanan Impak........................................................... 19 2.3.4 Pengujian Densitas......................................................................... 20 2.3.5 Pengujian Hancur Dalam Air......................................................... 21

BAB III. METODE PENELITIAN 3.1 Diagram Alir Penelitian............................................................................. 21 3.2 Waktu dan Tempat Penelitian................................................................... 22 3.3 Bahan Penelitian....................................................................................... 22 3.4 Alat dan Bahan Penelitian......................................................................... 23 3.5 Tahap Penelitian....................................................................................... 24 3.6 Teknik Pelaksanaan.................................................................................. 26 3.6.1 Proses Pencampuran.............................................................................. 26

3.6.2 Proses Pengepresan.......................................................................... 27 3.6.3 Bentuk dan Ukuran Benda Uji Pupuk Biokomposit........................ 27 3.6.4 Pengujian Tekan.............................................................................. 28 3.6.5 Uji Densitas..................................................................................... 28 3.6.6 Uji Hancur Dalam Air..................................................................... 28

3.7 Variasi Penelitian...................................................................................... 29

BAB IV. HASIL DAN ANALISA 4.1 Penyeragaman Kadar Air Pupuk Biokomposit........................................... 30 4.2 Kekuatan Tekan Pupuk Biokomposit......................................................... 31

34

4.3 Ketahanan Impak Pupuk Biokomposit....................................................... 33 4.4 Densitas Pupuk Biokomposit...................................................................... 36 4.5 Pengujian Hancur Dalam Air Untuk Sampel Pupuk Biokomposit............. 39 4.6 Analisa Foto Makro Sampel Pupuk Biokomposit Pada Uji Tekan............ 41 4.7 Analisa Foto Makro Sampel Pupuk Biokomposit Pada Uji

Ketahanan Impak....................................................................................... 42 BAB V. PENUTUP 5.1 Kesimpulan............................................................................................... 45 5.2 Saran......................................................................................................... 45 DAFTAR PUSTAKA.......................................................................................... 47 LAMPIRAN......................................................................................................... 49

KATA PENGANTAR

35

Puja dan puji syukur atas kehadiran Allah SWT. yang telah

memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga penulisan dapat menyelesaikan

tugas akhir dengan judul “Sifat Fisis Dan Mekanis Pupuk Biokomposit

Limbah Kotoran Sapi Dengan Perekat Molasses”.

Dengan segala keterbatasan, penulis menyadari bahwa penyelesaian

penelitian ini tidak lepas dari bimbingan, bantuan, arahan, serta dorongan dan

waktu yang diluangkan oleh berbagai pihak. Dengan ketulusan dan

kerendahan hati, penulis mengucapkan terima kasih kepada :

1. Bapak Dr. Kuncoro Diharjo, S.T.,M.T. Selaku Dosen Pembimbing I

tugas akhir.

2. Bapak Zainal Arifin, S.T.,M.T. Selaku Dosen Pembimbing II tugas

akhir.

3. Bambang Kusharjanta, S.T.,M.T., Bapak Heru Sukanto, S.T.,M.T.,

Bapak Wahyo Purwo. R, S.T.,M.T., Selaku Dosen Penguji tugas

akhir.

4. Maruto, S.T. Selaku Laborat Laboraturium Material Jurusan Teknik

Mesin UNS.

5. Bapak, Ibu, serta kakak dan adik tercinta.

6. Teman-teman Teknik Mesin UNS khususnya angkatan 2005, 2004,

2006 dan 2007.

Penulis menyadari bahwa tugas akhir ini masih banyak kekurangan

dan kesalahan serta masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kritik dan

saran yang membangun dari semua pihak dapat menjadi masukan yang

berguna bagi penulis. Semoga laporan ini dapat bermanfaat bagi kita semua.

Terima kasih.

Surakata, Juli 2010

Penulis

36



DIPOSENO Teknik Mesin, Universitas Sebelas Maret

e-mail: [email protected]

INTISARI

Pondok pesantren Abdurrahman bin Auf memiliki peternakan sapi yang cukup besar. Dengan memiliki 100 ekor sapi, dalam 1 hari peternakan ini mampu menghasilkan 23,6 kg kotoran sapi kering dan 9,1 kg kotoran sapi basah. Limbah kotoran sapi tersebut sangat berpotensi untuk direkayasa menjadi pupuk komersial. Tujuan penelitian ini adalah menyelidiki sifat fisis dan mekanis pupuk organik yang bernama pupuk biokomposit.

Proses pencampuran kotoran sapi dengan molasses, mengunakan metode spray up pada tabung tertutup. Pembuatan pupuk biokomposit dilakukan dengan metode cetak tekan hidrolis. Variabel penelitian terdiri dari variasi kandungan molasses (20%, 30%, 40%, 50%) (wk/wm) dan variasi kompaksi (50, 150, 250, 350) (kPa). Pengujian yang dilakukan

37

meliputi, uji tekan, uji ketahanan impak, uji densitas dan uji hancur dalam air.

Hasil penelitian menunjukan bahwa semakin besar kandungan molasses akan semakin besar kekuatan tekan, ketahanan impak dan nilai densitas pada sampel. Namun, semakin besar kandungan molasses semakin sulit sampel tersebut untuk dapat hancur dalam air. Kandungan molasses terdapat pada kandungan 50% molasses. Pada variasi tersebut memiliki kekuatan tekan 5.380 Pa, nilai ketahanan impak 158,93, nilai densitas 1.070,68 kg/m³ dan waktu hancur dalam air 197,80 detik. Variasi kompaksi terbaik terdapat pada kompaksi 150 kPa. Pada variasi ini memiliki nilai kekuatan tekan sebesar 4.370 Pa, nilai ketahanan impak 80,12, nilai densitas 1.064,11 kg/m³ dan waktu hancur dalam air 180,4 detik. Berdasarkan hasil di atas, dapat disimpulkan bahwa sampel yang memiliki performance terbaik terjadi pada kompaksi 150 kPa dan kandungan molasses 50%.

Kata Kunci: biokomposit, kotoran sapi, molasses, kekuatan tekan, ketahanan impak.

PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF BIOCOMPOSITE FERTILIZER FROM COW FAECES WITH MOLASSES ADHESIVE

DIPOSENO Mechanical Engineering, Sebelas Maret University

e-mail: [email protected]

ABSTRACT

The Pesantren of Aburrahman bin Auf has a large cattle ranch. It has

100 cows. Everyday they are able to produce dry and wet faeces 23,6 kg and 9,1 kg respactively. The faeces is potential to be processed into commercial fertilizer. The purpose of this research is to investigate the physical and mechanical properties of organic fertilizer named biocomposites fertilizer.

The process of mixing faeces with molasses used spray-up method in the tube closed. Manufacture of biocomposites fertilizer is made with a hydraulic press mold method. The variable of the research consisted of variations of molasses content (20%, 30%, 40%, 50%) (wk/wm), for

38

variations of compaction (50, 150, 250, 350) (kPa). The testing was conducted on the compresive strength test, impact resistance test, density test and the destroy in water test.

The result shows that molasses content increases with the compressive strength, impact resistance and its density value. However, the greater the molasses content, samples that more difficult to destroy in the water The best performance of the sample occurs on 50% of molasses content. For 50% of molasses content and 250 kPa at compaction, the sample has 5.380 Pa of compresive strength, 158,93 point of impack resistance, 1.070,68 kg/m³ of density, and 197,80 second of destroy time in water. For variation of compaction, the sample has the best performance on 150 kPa. For 150 kPa of compaction and 50% molasses content, the sample has 4.370 Pa of compresive strength, 80,12 point of impack resistance, 1.064,11 kg/m³ of density, and 180,40 second of destroy time in water. According to the result, it can be conclude that the best performance sample occurs on 150 kPa of compaction and 50% of molasses content.

Keywords: biocomposite, cow manure, molasses, compresive strength, impack resistance.

Assalamualaikum Wr. Wb. saya mengucapkan terimakasih kepada para dosen-dosen yang telah hadir, dosen pembimbing pertama saya dan kedua (........, .......), maupun dosen penguji saya(........., ........) dan menyediakan waktu untuk menghadiri sidang pendadaran saya. Sebelum masuk pada materi persentasi sidang pendadaran ijinkan saya untuk memperkenalkan diri : Nama : Diposeno Nomor Induk Mahasiswa : I1405003 Program Studi : Sarjana Teknik Jurusan : Teknik Mesin Angkatan : 2005 Judul dari materi tugas akhir saya adalah Sifat Fisis Dan Mekanis Pupuk Biokomposit Limbah Kotoran Sapi Dengan Perekat Molasses”. MATERI ...... Atas segala perhatianya saya ucapkan terimakasih.

39

Assalamualaikum Wr. Wb. Asalamualikum Wr. Wb I would like to thank for the lecturers who have attended my final projek persentasion Before entering the final project persentasion i want to introduce about myself my name is diposeno Main Number Students is i1405003 My study program is non reguler mechanical engineering ok we can start entering the persentasion of material now The title of my final project is PHYSICAL AND MECHANICAL PROPERTIES OF BIOKOMPOSIT FERTILIZER FROM COW MANURE WITH AN ADHESIVE MOLASSES Going forward, I will use Indonesian to explain this persentasion

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Pengunaan pupuk organik yang berasal dari kotoran hewan semakin

berkembang. Dahulu limbah kotoran ternak merupakan salah satu masalah yang

berdampak sistemik bagi lingkungan di sekitar area peternakan. Dewasa ini

kotoran sapi mulai dikembangkan ke arah energi alternatif dan pemanfaatan

pupuk organik. Karena kurangnya pengetahuaan para petani akan pedayagunaan

pupuk organik maka para petani lebih memilih pupuk kimiawi yang mudah

40

didapat. Sesuai dengan data Lembaga Penelitian Tanah (LPT) akibat pemakaian

pupuk kimiawi, 79% tanah sawah di Indonesia bahan organik (BO) sangat rendah.

Kondisi ini memerlukan penyembuhan. Untuk meningkatkan kandungan BO,

dibutuhkan tambahan bahan-bahan organik (pupuk organik) berkisar 5-10

ton/hektar. Kebutuhan pupuk organik yang sangat besar memicu peneliti dalam

mengkaji dalam usaha menciptakan pupuk organik yang tepat guna.

Berdasarkan peninjauan di lapangan, Pondok Pesantren Abdurrahman bin

Auf yang berada di Klaten (Jawa Tengah) memiliki luas lahan kurang lebih

mencapai lima hektar. Pondok Pesantren Abdurahman bin Auf memiliki beberapa

unit usaha, diantaranya peternakan ayam, peternakan bebek, peternakan angsa,

peternakan kambing dan peternakan sapi perah. Pondok Pesantren memiliki santri

sebanyak 120 orang dan 30% diantaranya aktif dalam bidang swadaya peternakan

tersebut. Dengan jumlah sapi mencapai 100 ekor, volume kotoran yang dapat

dimanfaatkan juga sangat besar. Seekor sapi mampu menghasilkan kotoran padat

dan cair sekitar 23,6 kg/hari dan 9,1 kg/hari (undang 2002). Jika Pondok

Pesantren tersebut memiliki 100 ekor sapi dengan rata-rata kotoran yang

dihasilkan adalah 2.360 kg/hari untuk kotoran sapi berwujud padat dan 910

kg/hari untuk kotoran sapi berwujud cair. Sebagian besar kotoran basah sapi

dimanfaatkan untuk kepentingan biogas dan pupuk kandang berwujud cair.

Namun, beberapa masalah juga timbul dari kotoran sapi pasca biogas yang dinilai

cukup potensial jika diteliti lebih lanjut. Peneliti sebelumnya (Mahasiswa

Pertanian UMY) menyatakan bahwa kotoran sapi sisa biogas jauh lebih baik dari

pada kotoran sapi baru. Gas metan yang terkandung di dalam kotoran sapi

tersebut sangat tidak dibutuhkan oleh tanaman pertanian.

41

Gambar 1.1. Peternakan sapi milik Pondok Pesantren

Abdurrahman bin Auf

Beberapa penelitian tentang limbah ternak kotoran sapi semakin banyak

mendatangkan manfaat. Selain untuk keperluan biogas, kotoran sapi ini dapat

mendatangkan manfaat lain seperti dijadikan pupuk organik untuk keperluan

pertanian. Pupuk organik bisa berasal dari kotoran hewan ternak (pupuk kandang)

dan bisa pula dari pembusukan dedaunan. Untuk pupuk organik yang berasal dari

kotoran hewan, material penyusun utamanya adalah kotoran sapi dan kambing.

Namun, selain mudah didapat dalam aplikasinya kotoran sapi lebih banyak

digunakan sebagai bahan dasar pupuk kompos organik. Seiring dengan

perkembangan teknologi pupuk organik, banyak berbagai macam bentuk pupuk

organik diantaranya adalah:

1. Pupuk Organik Granul (berbentuk bulatan dengan demensi tertentu)

Pupuk dalam bentuk granul mempunyai keunggulan baik pada proses

handling di lapangan (penyebaran) dan proses packing yang cukup baik.

Namun, pupuk granul ini memiliki kelemahan pada proses pembuatan

yang cukup panjang. Selain itu, pupuk dalam bentuk granul tidak mudah

hancur dalam air dan memiliki harga yang cukup mahal.

2. Pupuk Organik Bokhasi (berbentuk box/trapesium dengan dimensi sesuai

kebutuhan) pupuk ini sangat mudah dibuat namun dengan mencampurkan

kotoran sapi dengan beberapa bahan pendukung seperti, jerami, molasses,

air daun dan lain sebagainya. Kelemahan pupuk organik bokhasi adalah

bentuk kurang baik dan proses packing yang sulit.

3. Pupuk Organik Curah (serbuk/powder)

Proses pembuatan pupuk curah yang cukup mudah karena mirip dengan

proses pembuatan pupuk bokhasi yang dilanjutkan dengan proses

penghancuran (crushing). Pupuk dalam bentuk serbuk memiliki kelemahan

pada proses handling di lapangan yang cukup sulit, karena ukuran partikel

serbuk yang terlalu kecil dan ringan.

4. Pupuk Organik Cair (berbentuk cair berasal dari urin sapi dan zat lainya)

42

Pupuk dalam bentuk ini sangat baik jika dilihat dari proses hancurnya.

Namun kelemahan dari pupuk berbentuk cair adalah kadungan nutrisi yang

ada dalam pupuk ini tidak sebanding dengan pupuk organik yang berasal

dari kotoran sapi padat.

5. Pupuk Organik Pelet (berbentuk silinder dan berdimensi sesuai kebutuhan)

Bentuk pelet merupakan bentuk baru yang sedang dikembangkan

Sebelumnya beberapa peneliti berusaha menemukan komposisi pupuk

organik yang tepat dan bentuk efisien. Namun, dari berbagai bentuk dan faktor-

faktor yang ada untuk pupuk organik, penulis menjadikanya sebagai landasan

teori dalam melakukan penelitian ini. Peneliti berusaha untuk menggabungkan

unsur-unsur keunggulan berbagai macam bentuk pupuk organik, dan meciptakan

suatu pupuk organik baru agar dapat meminimalisir segala kekurangan. Dari

kotoran sapi yang ada di Pondok Pesantren Abdurrahman bin Auf peneliti akan

membuat suatu optimalisasi bentuk pupuk organik baru. Analogi pupuk harus

mudah dalam proses pembuatan, baik pada proses handling di lapangan

(penyebaran), tidak mudah hancur pada saat proses packing dan mudah hancur

dalam air.

1.2. Perumusan Masalah

Adapun perumusan masalah dari penelitian ini adalah:

1. Besar kecilnya kandungan molasses pada pupuk biokomposit sangat

mempengaruhi seberapa kuatnya pupuk tersebut terhadap kekuatan tekan,

ketahanan impak dan nilai tingkat kepadatan. Karena molasses memiliki daya

rekat dan mampu bentuk yang baik dalam proses pembuatan pupuk

biokomposit.

2. Gaya kompaksi yang semakin besar akan mempengaruhi kekuatan tekan,

ketahanan impak, dan nilai kepadatan. Karena gaya kompaksi berdampak

terhadap semakin kuatnya ikatan antar partikel material penyusun pada pupuk

biokomposit.

43

3. Kemampuan pupuk organik hancur di dalam air dipengaruhi oleh besar

kecilnya kandungan perekat molasses dan besarnya kompaksi pada pupuk

biokomposit.

1.3. Batasan Masalah

Untuk menentukan arah penelitian yang baik, ditentukan batasan masalah

sebagai berikut:

a. Pengambilan bahan material kotoran sapi sudah melewati tahap pengomposan

mengunakan bakteri STARBIO®.

b. Distribusi partikel limbah kotoran sapi diasumsikan homogen pada komposisi

strukturnya.

c. Selama proses pembuatan sampel pupuk biokomposit dengan cara cetak tekan

hidrolis dan kompaksi distribusi gaya tekan yang mengenai permukaan bidang

kontak diasumsikan merata.

1.4. Tujuan Penelitian

Adapun tujuan dari penelitian ini yaitu:

1. Mengetahui pengaruh kandungan persentase molasses pada sampel pupuk

biokomposit dengan variasi Wpb (Fraksi berat pupuk biokomposit);

persentase 50%; 40%; 30%; 20%, (wk/wm), terhadap kekuatan tekan,

ketahanan impak, densitas dan kecepatan hancur dalam air.

2. Mengetahui pengaruh gaya kompaksi pada sampel pupuk biokomposit pada

variasi kompaksi; 50, 150, 250, 350 (kPa), terhadap kekuatan tekan,

ketahanan impak, densitas dan kecepatan hancur dalam air.

3. Menganalisa foto makro sampel pupuk biokomposit setalah mengalami uji

tekan dan ketahanan impak.

1.5. Manfaat Penelitian

· Manfaat bagi Mahasiswa: Dapat memahami proses pembuatan, mengetahui

fungsi dan menemukan bentuk baru untuk pupuk organik yang berasal dari

kotoran sapi.

44

· Manfaat bagi Perguruan Tinggi: Meyakinkan kepada masyarakat/industri

akan kemampuan dalam pengembangan teknologi, khususnya teknologi

pupuk organik dibidang pertanian.

· Manfaat bagi Pemerintah: Mengurangi akan keberadaan pupuk tanaman

nasional bersubsidi yang membebani negara dengan adanya pupuk organik

yang dikembangkan secara swadaya masyarakat.

· Manfaat dari aspek ekonomi: Harga pupuk organik komersil lebih murah dan

dapat dikembangkan secara mandiri.

· Manfaat bagi tanah/tanaman pertanian: Meningkatkan kesuburan tanah,

memperbaiki struktur, dan menekan pertumbuhan/serangan penyakit tanaman

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

Undang (2002) dalam penelitianya seekor sapi mampu menghasilkan

kotoran padat dan cair 23,6 kg/hari dan 9,1 kg/hari. Seekor sapi muda yang sudah

45

dikebiri akan memproduksi 15-30 kg kotoran/hari. Namun, kotoran sapi yang

masih baru tidak dapat langsung dipakai sebagai pupuk tanaman, tetapi harus

mengalami proses pengomposan terlebih dahulu. Beberapa alasan mengapa bahan

organik seperti kotoran sapi perlu dikomposkan sebelum dimanfaatkan sebagai

pupuk tanaman antara lain adalah:

a) Bila tanah mengandung cukup udara dan air, penguraian bahan organik

berlangsung cepat sehingga dapat mengganggu pertumbuhan tanaman,

b) Penguraian bahan segar hanya sedikit sekali memasok humus dan unsur hara

ke dalam tanah,

c) Struktur bahan organik segar sangat kasar dan dayanya terhadap air

kecil, sehingga bila langsung dibenamkan akan mengakibatkan tanah

menjadi sangat remah,

d) Kotoran sapi tidak selalu tersedia pada saat diperlukan, sehingga

pembuatan kompos merupakan cara penyimpanan bahan organik sebelum

digunakan sebagai pupuk.

Dalam penelitian ini digunakan kotoran sapi sisa hasil biogas. Pada

kotoran ini tidak berbau lagi dikarenakan sudah diberikan bakteri pengurai seperti

STARBIO®, buatan dari PT. Lembah Hijau Multifarm Solo. Serbuk pengurai

limbah organik (tinja, lemak, rambut, sampah makanan dan lain-lain) yang

apabila terkena air berubah menjadi miliaran mikroba yang memangsa kotoran

organik dalam septic tank anda serta memangsa bakteri yang mengeluarkan bau

tidak sedap. STARBIO® merupakan produk terbaru teknologi canggih yang akan

membantu kita mengatasi masalah kotoran ternak, septic tank /saluran limbah

dengan cara baru. STARBIO® merupakan mikroba /bakteri yang berfungsi

menguraikan limbah menjadi bahan asal alami yang tidak berbau. Dalam septic

tank, STARBIO® bekerja memangsa endapan isi septic tank yang sudah menahun

dan menguraikannya menjadi bahan alami, kembali ke tanah, tanpa bau, beracun,

ramah lingkungan, Taufiq (2008).

Widyawati (2006) menyatakan bahwa fungsi molasses bagi pupuk kompos

adalah dapat menghambat kandungan gas metan (CH4) yang terkandung di dalam

kotoran hewan ternak. Kadar metan dalam kotoran hewan merupakan unsur yang

46

paling tidak dibutuhkan oleh tanaman. Selain itu molasses juga berfungsi

mengoptimalkan sintesis protein mikroba pada tanah dan juga mampu

menyediakan energi tersedia, sumber nitrogen untuk aktivitas dan pertumbuhan

mikrobia dalam rumen khususnya bakteri golongan selulolitik dan hemiselulolitik

tercermin dari degradasi serat kasarnya.

Widyawati (2006) menyatakan bahwa pupuk berbahan dasar organik

dewasa ini memang sangat digemari oleh para petani dari pada pupuk kimia

lainya. Selain murah, pupuk berbahan dasar organik tidak memiliki dampak yang

membahayakan bagi tanaman dan dapat menjaga bahan organik dalam tanah.

Karena bahan organik tanah menjadi salah satu indikator kesehatan bagi tanah dan

memiliki beberapa peranan kunci bagi kesuburan tanah. Peranan-peranan kunci

bahan organik tanah dapat dikelompokkan menjadi tiga kelompok, yaitu:

1) Fungsi Biologi: menyediakan makanan dan tempat hidup (habitat) untuk

organisme (termasuk mikroba) tanah menyediakan energi untuk proses-

proses biologi tanah dan memberikan kontribusi pada daya pulih

(resiliansi) tanah.

2) Fungsi Kimia: merupakan ukuran kapasitas retensi hara tanah penting

untuk daya pulih tanah akibat perubahan PH tanah dan menyimpan

cadangan hara penting, khususnya N dan K.

3) Fungsi Fisika: mengikat partikel-partikel tanah menjadi lebih remah untuk

meningkatkan stabilitas struktur tanah dan meningkatkan kemampuan

tanah dalam menyimpan air perubahahan moderate terhadap suhu tanah.

Iwan (2002) meneliti akan kandungan nitrogen (N), phospor (P) dan

kalium (K) dalam kotoran sapi potong tertera pada Tabel 1.1. Hasil analisis

laboratorium Lokal Penelitian Sapi Potong dan BPTP (Balai Pengkajian

Teknologi Pertanian) Jawa Timur terhadap kompos organik (hi-grade) produksi

Lokal Penelitian Sapi Potong.

Tabel. 1.1. Kandungan unsur kimia dalam suatu kotoran sapi (Iwan, 2002)

47

Kotoran sapi tidak serta merta langsung bisa digunakan sebagai pupuk

tanaman atau campuran media tanam karena masih mengandung gas-gas

berbahaya yang bisa mematikan tanaman. Oleh karena itu, penggunaan pupuk

kandang harus melalui proses pengolahan terlebih dahulu. Tahap pertama kotoran

sapi difermentasikan dan dicampur dengan bahan-bahan organik seperti cacahan

gedebog pisang atau cacahan rumput. Setelah tercampur ditambah kapur dan

difermentasikan kembali selama tiga sampai empat hari sesuai dengan kebutuhan.

Jika dalam skala besar biasanya jangka yang diperlukan sekitar 14 sampai 21 hari.

Selanjutnaya ditambahkan tepung dedak, tepung jagung, molasses (tetes tebu) dan

pemberian starter (bakteri pembusuk). Strater dibuat sendiri di laboratorium

tanaman hias. Perkembangan bakteri pembusuk saat ini telah berhasil dibuat dan

mengembangkan sebanyak dua belas macam starter diantaranya: DMAZ®

(Dekomper MAZ), STARDA® (strater Dahsyat), STARBIO® (Starter bio),

STARKO® (Strater komplit), PSBB® (Phosphat solubilizing Bactery Bengkalis-

pelarut fospat dari bengkalis) dan lai sebagainya (Windukencana, 2009).

Hidayatullah (2008) meyatakan bahwa pengelolaan limbah yang kurang

baik akan menjadi masalah serius pada usaha peternakan sapi perah. Bila limbah

ini dikelola dengan baik dapat memberikan nilai tambah bagi peternakan tersebut.

Salah satu upaya untuk mengurangi limbah adalah mengintegrasi usaha tersebut

dengan beberapa usaha tersebut dengan beberapa usaha lainya, usaha pembuatan

kompos, budidaya ikan, budidaya padi sawah, sehingga menjadi suatu sistem

yang saling sinergis. Upaya mendukung tanaman, ternak dan ikan di lahan

pertanian memiliki manfaat ekologis dan ekonomis. Laju pertumbuhan

produktifitas usaha pertanian merupakan interaksi diantara berbagai faktor yang

ada dalam sistem usaha tani. Teknologi alternatif diperlukan untuk memeperbaiki

48

prokditivitas lahan dan melalui teknologi sistem usaha peternakan yang

menerapkan konsep produksi bersih.

Iwan (2002) menyatakan bahwa kotoran sapi dapat dibuat menjadi

beberapa jenis kompos yaitu curah, blok, granula dan bokhasi. Kompos sebagai

pupuk organik yang berbahan kotoran sapi mempunyai beberapa kelebihan

dibandingkan pupuk anorganik. Selain itu, kompos juga mempunyai prospek dan

peluang yang besar untuk dipasarkan secara lebih meluas untuk mengurangi

ketergantungan petani terhadap pupuk kimia. Penyediaan kompos organik yang

berkelanjutan dan praktis dapat mempermudah petani untuk memanfaatkannya

sebagai penyubur tanah dan tanaman pertaniannya.

Isroi (2009) melakukan penelitian tentang macam-macam bentuk pupuk

organik. Pupuk organik yang umum dikemas dalam bentuk granul atau dikenal

dengan istilah POG (Pupuk Organik Granul). Bentuk granul dipilih karena petani

sudah terbiasa dengan pupuk granul. Dalam hal ini petani mengalami masalah

karena terbiasa dengan pemakaian pupuk granul yang sudah dilnilai paling

sempurna dalam keseharianya. Bentuk granul juga memudahkan untuk aplikasi

dan pengemasan. Salah satu kelemahan POG adalah proses produksinya yang

cukup sulit. Pembuatan POG minimal harus melewati 7 tahap pembuatan. Setiap

tahapan ada tingkat kesulitannya tersendiri.

Isroi (2009) melakukan penelitian tentang perbandingan bentuk pupuk

secara fungsional. Keunggulan POP (Pupuk Organik Pelet) bentuk alternatif

pupuk organik adalah bentuk pelet. Pelet memiliki keunggulan yang sama dengan

POG, yaitu: kemudahan aplikasi, pengemasan, dan transportasi. Keunggulan yang

lain adalah proses pembuatan yang lebih singkat dan mudah.. Tidak adanya pupuk

organik yang berbentuk pelet di pasaran merupakan salah satu pemicu utama dari

dibentuknya POP ini. Tantangan POP kemungkinan adalah resistensi dari petani.

Keunggulan penting POP adalah dari sisi teknik dan biaya produksi. Tahapan

produksi POP sangat singkat dan sederhana. Tahapan pentingnya hanya 4 tahap

saja. Jadi bisa menghemat sekitar tiga tahap. Tahapan ini juga akan berimbas pada

ongkos produksi. Karena tahapannya yang sederhana dan singkat dan relatif

murah. Harga POP bisa dibuat murah, kira-kira bisa 30-50% dari harga POG.

Berikut adalah tahap-tahap dalam pembuatan POP (Pupuk Organik Pelet):

49

1. Pengomposan bahan mentah

2. Pencampuran dengan bahan-bahan lain

3. Pembuatan pelet

4. Pengeringan

5. Pengemasan

Adapun peralatan yang dibutuhkan adalah. (Isroi, 2009) :

1. Mesin pelet

2. Pengering (jika perlu)

3. Alat-alat pendukung:

a) Meja conveyor

b) Pisau pemotong pelet

Gambar 2.1. Konsep mesin pres untuk pembuatan POP (Isroi, 2009)

Sugondo (2000) melakukan penelitian tentang manufaktur pelet, Di mana

pelet mentah dapat dibentuk dengan pengepresan uniaksial. Pada proses ini

diperlukan bahan pengikat (perekat) dan pelumas (lubricant). Pengikat

dimaksudkan untuk menambah daya ikat antar partikel sehingga tidak terjadi

keretakan dan laminasi. Pelumas dimaksudkan untuk mengurangi keausan dinding

cetakan (die) dan meningkatkan daya geser partikel. Pelumas yang digunakan

dalam peletisasi uranium dioksida ialah seng stearat dan tidak digunakan senyawa

pengikat lain.

50

2. 2. LANDASAN TEORI

2. 2. 1. Teori Pegas

Untuk tipe Constant Picth ketika berada dalam keadaan diam, setiap pegas

memiliki panjang alami, seperti ditunjukkan pada gambar 2.2. Jika pegas di tekan

sejauh x dari panjang alami, diperlukan gaya sebesar FT (gaya tekan) yang

nilainya berbanding lurus dengan x. k adalah konstanta pegas (ukuran

kelenturan/elastisitas pegas) dan besarnya tetap. Ketika ditekan, pegas

memberikan gaya reaksi, yang besarnya sama dengan gaya tekan tetapi arahnya

berlawanan. Gaya reaksi pegas tersebut dikenal sebagai gaya pemulih. Besarnya

gaya pemulih dapat dihitung dengan hukum Hooke :

FP = -kx ...........................................................................

(2.1)

Tanda minus menunjukkan bahwa arah gaya pemulih berlawanan arah

dengan gaya tekan. Persamaan ini berlaku apabila pegas tidak ditekan sampai

melewati batas elastisitasnya (x tidak sangat besar) (Riantika, 2008).

Gambar 2. 2. Macam-macam tipe pegas tekan dan Persamaan defleksi pegas

(Riantika, 2008)

Dalam pembuatan komposit diperlukan suatu cetakan yang harus bersih

dari kotoran dan memiliki permukaan yang halus. Untuk bahan cetakan dapat

digunakan dari logam, kayu, gips, dan kaca. Pembuatan komposit dapat dilakukan

dengan tiga cara yaitu (Adenholics, 2008) :

1. Spray Up

51

Sebagai contoh: Resin/ matriks, katalis, dan filler dicampur di dalam

penyemprot lalu kemudian disemprotkan ke dalam cetakan. Penyemprotan

menggunakan alat-alat sprayer.

2. Hand Lay up

Sebagai contoh: menuang resin yang telah dicampur dengan filler ke

dalam cetakan. Setelah itu campuran tersebut diratakan menggunakan

roller. pemakaian roller juga bertujuan agar tidak adanya udara yang

terjebak di dalam cetakan sehingga hasilnya bisa lebih padat.

3. Injection molding

Cara yang satu ini menggunakan mesin injeksi. Sebgai contoh: Resin yang

berbentuk padat dan filler dimasukkan ke dalam mesin ini lalu dengan

temperatur yang telah diatur supaya resin dapat mencair semuanya

kemudian diinjeksikan ke dalam cetakan.

2. 2. 2. Komposit dan Komposit Partikel

Zulfia (2008) menyatakan bahwa pengertian komposit merupakan

perpaduan dari dua material atau lebih yang memiliki fasa yang berbeda menjadi

suatu material baru yang memiliki propertis lebih baik dari keduanya. Jika

perpaduan ini terjadi dalam skala makroskopis maka disebut sebagai komposit.

Zulfia (2008) menyatakan bahwa kotoran sapi yang sering digunakan

sebagai material komposit adalah kotoran kering yang sudah berbentuk butiran

atau berbentuk partikel. Hal ini merupakan perpaduan antar dua partikel yang

berbeda antara partikel unsur padat dan kering atau disebut gabungan partikel

komposit. Fungsi dari komposit partikel atau komposit yang berbentuk partikel

lebih bersifat sebagai penguat (Particulate composites). Interaksi antara partikel

dan matrik terjadi tidak dalam skala atomik atau molekular. Partikel seharusnya

berukuran kecil dan terdistribusi merata ke segala bidang. Sebagai contoh dari

large particle composite: cement sebagai matriks dan sand sebagai partikel atau

gravel sebagai matriks dan sand sebagai partikel.

2. 2. 3. Biokomposit

Harizamrry (2008) melakukan penelitian tentang biokomposit.

Biokomposit adalah gabungan dari dua kata bio dan komposit. Bio itu sendiri

52

adalah suatu unsur yang berasal dari bahan-bahan organik. Sedangkan komposit

yang berarti suatu material yang terdiri dari dua atau lebih material yang di

gabungkan secara makro (digabungkan secara mekanis), membentuk material

baru dengan sifat yang lebih baik. Jadi dapat disimpulkan secara umum,

biokomposit adalah gabungan dua atau lebih material yang digabungkan secara

makro namun material penggabungannya hanya material yang bersifat organik.

Hal ini tentunya untuk membentuk material baru yang memiliki sifat lebih baik.

Dalam prosesnya pembuatan material biokomposit hampir sama dengan proses

pembuatan biomassa namun yang membedakan adalah fungsinya. Biasanya

material komposit adalah material yang digunakan untuk komoditas bahan atau

material komponen. Sedangkan biomassa biasanya digunakan untuk komoditas

bahan bakar pemanfaatan energi alternatif.

2. 2. 4. Perekat (matrik)

Vest (2003) meneliti tentang pengepresan material padat. Bahwa pada

pengepresan (kompaksi) tekanan rendah membutuhkan bahan perekat untuk

membantu pembentukan ikatan diantara partikel pada sampel. Penambahan

pengikat yang digunakan dalam pengepresan dapat dibagi menjadi 2 jenis, yaitu

bahan perekat organik dan anorganik. Bahan-bahan perekat organik antara lain:

molasses, coaltar, bitumen, kanji dan resin; sedangkan bahan pengikat anorganik

antara lain: tanah liat, semen, lime, dan sulphite liquior.

Ozbayoglu (2003) melakukan penelitian tentang pengaruh macam-macam

pengikat pada pengepresan Angouran Smithsonite Fines. Berikut adalah data

pengujian pada pengepresan Angouran Smithsonite Fines pada kandungan perekat

5%, kandungan air 6%, tekanan pengepresan 200 kg/cm² dan temperatur

pemanassan 100ºC sebagai berikut:

Tabel. 2. 1. Pengaruh macam-macam perekat (Kristanto, 2007).

Perekat (%) Crushing Load (kg/sampel)

53

-

Molasses

Dextrin

Kanji

Bentonit

Lime

Black cement

Na Cl

Polyvinyl Acetate

Peridur XC3

CMC

144

434

561

209

143

141

245

193

218

140

297

266

141

Hinkle dan Rosenthal (2003) menyatakan bahwa fungsi utama perekat dalam

proses pengepresan adalah sebagai bahan perekat/pengikat. Dengan adanya

perekat, maka sampel yang dihasilkan pemilihan jenis dan kandungan perekat

yang tepat akan sangat menentukan kualitas sampel yang akan dibuat. Ada

beberapa kriteria yang harus diperhatikan dalam memilih perekat yang akan

digunakan sebagai pengikat, antara lain:

a) Kesesuaian antara perekat dengan bahan yang akan diikat.

b) Kemampuan perekat untuk dapat meningkatkan sifat-sifat material

pengepresan.

c) Kemudahan untuk memperolehnya.

d) Harga murah.

2. 2. 5. Molasses (Tetes tebu)

Winoto (2009) manyatakan bahwa, tebu merupakan salah satu jenis

tanaman yang hanya dapat ditanam di daerah yang memiliki iklim tropis.

Perkebunan tebu di Indonesia menempati luas areal + 232 ribu hektar, yang

tersebar di Medan, Lampung, Semarang, Solo, dan Makassar. Dari seluruh

perkebunan tebu yang ada di Indonesia, 50% di antaranya adalah perkebunan

54

rakyat, 30% perkebunan swasta, dan hanya 20% perkebunan negara. Pada tahun

2002 produksi tebu Indonesia mencapai +2 juta ton. Tebu-tebu dari perkebunan

diolah menjadi gula di pabrik-pabrik gula. Dalam proses produksi di pabrik gula,

ampas tebu dihasilkan sebesar 90% dari setiap tebu yang diproses, gula yang

termanfaatkan hanya 5%, sisanya berupa molasses (tetes tebu) dan air.

Molasses merupakan salah satu hasil sampingan pabrik gula yang memiliki

sukrosa sekitar 30 % dan gula reduksi sekitar 25 %, berupa glukosa dan fruktosa.

Molasses masih dapat diolah menjadi beberapa produk lain seperti gula cair,

penyedap makanan (MSG), alkohol dan dry yeast untuk roti, protein tunggal,

pakan ternak, asa citric dan acetic acid alcohol. (Kristanto, 2007).

Selama ini medium fermentasi yang sering digunakan untuk produksi alginat

baik oleh bakteri A. Vinelandii maupun P.aerugionosa adalah media sintetis.

Molasses merupakan hasil samping industri gula yang mengandung senyawa

nitrogen, trace element dan kandungan gula yang cukup tinggi terutama

kandungan sukrosa sekitar 34% dan kandungan total karbon sekitar 37% (Suastuti,

1998).

2. 2. 6. Proses Spray-Up

Liu (2000) menyatakan bahwa dalam suatu proses pencampuran antar dua

unsur yang berbeda diharapkan faktor homogenitasnya diperhatikan. Untuk

menjamin homogenitas yang baik metode yang dilakukan adalah spray up dengan

cara air spray assited nozzel. Sistem air assisted nozzle digunakan untuk

mempercepat cairan (liquid) membentuk lapisan film atau pancaran liquid yang

kemudian pecah membentuk ligament-ligament yang akhirnya menjadi droplet-

droplet dan membentuk spray. Pada sistem ini energi kinetik aliran udara dari

kompresor bertekanan tinggi digunakan untuk membantu memperkuat atomisasi

Zulfia (2008) spray-up merupakan proses dari pembuatan komposit secara

open mold menggunakan kompresor mekanik dan peralatan sprayer untuk

mengumpulkan matrik dengan bahan glass reinforcement. Peralatan sprayer

meliputi spray gun yang telah dimodifikasi di mana matrik cair disemprotkan

menggunakan spray gun bertekanan dan disemprotkan pada cetakan. Spray-up

merupakan metode yang paling efektif menciptakan pencampuran antara matrik

55

dengan dengan core atau bahan yang ingin dibuat di dalam cetakan secara

homogen. Keuntungan dari metode ini adalah sederhana dan low cost, proses yang

cepat, dan hasil lebih tahan lama. Adapun kekurangan dari metode ini adalah

penggunaan matrik yang terlalu banyak terbuang.

Berikut contoh pembutan komposit dengan metode Spray Up :

FIBER

MOLD

CHOPPER-SPRAY GUN

RESIN

Gambar 2. 3. Cetakan terbuka untuk metode spray-up (Gibson, 1994).

2. 2. 7. Proses Manufaktur Sampel Biokomposit Metode (Hand Pressed)

Sumaryono (1995) menyatakan bahwa pada dasarnya semua jenis limbah

biomassa dapat dibriket. Faktor yang berpengaruh pada briket biomassa adalah

kandungan air, kandungan abu, densitas, volume rongga dan ukuran butir.

Berdasarkan tekanan kompaksi, pemberiketan dapat dibagi menjadi 3 yaitu :

· Kompaksi tekanan rendah (300-1000 kg/ )

· Kompaksi tekanan sedang (1000-2500 kg/ )

· Kompaksi tekanan tinggi (≥2500 kg/ )

Sumaryono (1995) meneliti pula tentang kompaksi pada proses pengepresan

(pressing), dalam kompaksi dengan tekanan tinggi dan sedang, biasanya tidak

diperlukan bahan pengikat. Proses kompaksi dengan tekanan tinggi dan sedang

biasanya mengguanakan teknologi screw press dan piston press. Teknologi

pengepresan yang lain jarang digunakan karena tingginya biaya dan kompleksnya

peralatan. Sedangkan kompaksi tekanan rendah biasanya diperlukan pengikat dan

mengguanakan alat yang dioperasikan dengan tangan (hand pressed).

56

Tabel. 2.2. Perbandingan keunggulan dan kelemahan proses pengepresan/

pembriketan (Salim dkk, 1995) :

No. Proses Keunggulan Kelemahan

A. Pengepresan dengan proses biasa

Alat sederhana harga relatif murah pengepresan dapat dengan motor atau tangan

Tidak praktis, perlu mencampur dengan perekat, perlu pengarangan dahulu, densitas rendah.

B. Pengepresan piston tanpa pemanasan

Kualitas lebih baik dari pengepresan dengan press biasa karena densitasnya lebih tinggi

Perlu pengarangan dahulu, harga mahal, sampel kurang kuat dibandingkan dengan sistem screw, sulit pemeliharaan mesin

C. Pengepresan dengan screw extruder disertai panas

Tidak perlu pengarangan dahulu tidak memerlukan bahan pembantu, tidak menimbulkan asap dan bau, harga jual baik (berpeluang ekspor), mudah pengoperasianya.

Screw mudah aus harga mahal.

Mishra (1996) melakukan penelitian tentang pengepresan biomasa, karena

tekanan tinggi menjelaskan tentang mechanical interlocking dan peningkatan gaya

tarik adhesi antara partikel, membentuk ikatan intermonokuler pada luasan bidang

kontak. Mekanisme pengikat dibawah tekanan tinggi dapat dibagi menjadi gaya

adhesi dan kohesi, gaya tarik antara partikel padat, dan ikatan penguncian

(interlocking). Fiber dan partikel-partikel dapat saling mengunci sebagai hasil dari

pembentukan interlocking atau ikatan tertutup. Kekuatan sampel sebagi hasil

pengumpulan tergantung pada interaksi dari karakteristik material.

2. 3. Fraksi Berat dan Pengujian Sampel Pupuk Biokomposit

2. 3. 1. Fraksi Berat Pupuk Biokomposit

Fraksi berat adalah perbandingan antara berat material penyusun dengan

berat pupuk biokomposit. Fraksi berat material penyusun dapat dihitung dengan

persamaan:

(2.2)

Wpb =

wks

wm

57

2. 3. 2. Pengujian Kekuatan Tekan

Dalam proses pengujian tekan sampel ditekan menggunakan alat uji

Universal Testing Machine (UTM). Penekanan sampel diikuti penambahan beban

sampai sampel tersebut mengalami retak awal. Retak awal dianggap sebagai

kegagalan. Karena suatu sampel dianggap sudah tidak dapat menahan beban desak

lebih dari beban yang menimbulkan retakan awal (ASTM D 1475, 2000).

Adapun rumus yang digunakan dalam uji tekan adalah :

Hitungan kuat tekan :

kPa (2.3)

(2.4)

Gambar 2. 4. Mesin UTM (Universal Testing Machine)

(ASTM D 1475, 2000).

Cs = L/pr²

1000=

Cs = L/pr² psi

58

2. 3. 3. Pengujian Ketahanan Impak

Pengujian ini mangacu pada standard pengujian Fuel Briquettes (ASTM

D2677-67T), untuk ketahanan jatuh dari suatu briket dijatuhkan dari ketinggian ±

2 meter dan diamati kerusakanya. Sampel dijatuhkan berulang kali sampai hancur.

Pengujian berkisar 3 sampai 6 kali jatuhan. Adapun rumus yang digunakan dalam

hal ini adalah:

(2.5)

Dari rumus ini kita dapat mengambil hasil IRI (Impack Resistance Index)

untuk nilai ambang batas yang dipenuhi adalah sebesar 50 poin, jika dihitung

menggunakan rumus IRI hasil dari kesepuluh sampel dapat dikatakan baik jika

lebih dari nilai 50 (Physical Testing of Fuel Briquettes ,1989).

200

40

Ø3,5

Gambar 2. 5. Alat uji ketahanan impak

(Physical Testing of Fuel Briquettes ,1989).

IRI = 100 X Average Number of Drops

Average Number of Pieces

59

2. 3. 4. Pengujian Densitas

Densitas suatu material merupakan perbandingan antara berat dan volume

dari material tersebut. Penentuan densitas komposit dapat dilakukan dengan

beberapa cara, antara lain. Penentuan densitas material komposit dengan

membandingkan berat material komposit di udara dengan berat material komposit

di fluida cair (ASTM D 792).

(2.6)

Membandingkan densitas aktual sampel dengan densitas teoritis campuran

dengan cara perhitungan sebagai berikut:

(2.7)

2. 3. 5. Uji Hancur Dalam Air

Ini merupakan salah satu metode untuk water resistace dari suatu sampel

briket. Pengujian water resistance dalam arti lain ialah pengujian ketahanan

sampel terhadap air. Pengujian ini menggunakan metode wadah yang terisi oleh

air, sampel dicelupkan kedalam wadah dan ditutup mengunakan penutup kedap

udara. Dalam standard ini juga dapat digunakan untuk mengetahui seberapa

cepatkah suatu sempel dapat hancur dalam air. Pertimbangan itu yang menjadi

alasan mengapa standard ini digunakan dalam penelitian uji sampel pupuk

biokomposit untuk dapat hancur dalam air.

Uji hancur dalam air memiliki mekanisme pengujian yang hampir sama

dengan pengujian water resistance. Oleh karena itu, dengan mengadopsi standard

tersebut, pengujian hancur dalam air dapat dilakukan dengan cara sampel

dicelupkan sampel ke dalam wadah yang telah terisi oleh air. Masukan sampel

kedalam wadah yang sudah berisi air hingga tercelup sepenuhnya, dan menunggu

sampel tersebut sampai sampel terkikis dan hancur di dalam air. Waktu yang

diambil merupakan waktu yang dibutuhkan oleh sempel untuk hancur di dalam

air. Pengujian ini sering kali dibuat sebagai pertimbangan standard pengujian

untuk mampu hancur suatu sampel terhadap air, (Fuel Processing Technology,

1990).

ρ = ρw . Wa

Wa - Ww

ρT = Mm + Mks

Vm + Vks

60

BAB II

DASAR TEORI

2.1. Tinjauan Pustaka

Undang (2002) dalam penelitianya seekor sapi mampu menghasilkan

kotoran padat dan cair 23,6 kg/hari dan 9,1 kg/hari. Seekor sapi muda yang sudah

dikebiri akan memproduksi 15-30 kg kotoran/hari. Namun, kotoran sapi yang

masih baru tidak dapat langsung dipakai sebagai pupuk tanaman, tetapi harus

mengalami proses pengomposan terlebih dahulu. Beberapa alasan mengapa bahan

organik seperti kotoran sapi perlu dikomposkan sebelum dimanfaatkan sebagai

pupuk tanaman antara lain adalah:

e) Bila tanah mengandung cukup udara dan air, penguraian bahan organik

berlangsung cepat sehingga dapat mengganggu pertumbuhan tanaman,

f) Penguraian bahan segar hanya sedikit sekali memasok humus dan unsur hara

ke dalam tanah,

g) Struktur bahan organik segar sangat kasar dan dayanya terhadap air

kecil, sehingga bila langsung dibenamkan akan mengakibatkan tanah

menjadi sangat remah,

h) Kotoran sapi tidak selalu tersedia pada saat diperlukan, sehingga

pembuatan kompos merupakan cara penyimpanan bahan organik sebelum

digunakan sebagai pupuk.

Dalam penelitian ini digunakan kotoran sapi sisa hasil biogas. Pada

kotoran ini tidak berbau lagi dikarenakan sudah diberikan bakteri pengurai seperti

STARBIO®, buatan dari PT. Lembah Hijau Multifarm Solo. Serbuk pengurai

limbah organik (tinja, lemak, rambut, sampah makanan dan lain-lain) yang

apabila terkena air berubah menjadi miliaran mikroba yang memangsa kotoran

61

organik dalam septic tank anda serta memangsa bakteri yang mengeluarkan bau

tidak sedap. STARBIO® merupakan produk terbaru teknologi canggih yang akan

membantu kita mengatasi masalah kotoran ternak, septic tank /saluran limbah

dengan cara baru. STARBIO® merupakan mikroba /bakteri yang berfungsi

menguraikan limbah menjadi bahan asal alami yang tidak berbau. Dalam septic

tank, STARBIO® bekerja memangsa endapan isi septic tank yang sudah menahun

dan menguraikannya menjadi bahan alami, kembali ke tanah, tanpa bau, beracun,

ramah lingkungan, Taufiq (2008).

Widyawati (2006) menyatakan bahwa fungsi molasses bagi pupuk kompos

adalah dapat menghambat kandungan gas metan (CH4) yang terkandung di dalam

kotoran hewan ternak. Kadar metan dalam kotoran hewan merupakan unsur yang

paling tidak dibutuhkan oleh tanaman. Selain itu molasses juga berfungsi

mengoptimalkan sintesis protein mikroba pada tanah dan juga mampu

menyediakan energi tersedia, sumber nitrogen untuk aktivitas dan pertumbuhan

mikrobia dalam rumen khususnya bakteri golongan selulolitik dan hemiselulolitik

tercermin dari degradasi serat kasarnya.

Widyawati (2006) menyatakan bahwa pupuk berbahan dasar organik

dewasa ini memang sangat digemari oleh para petani dari pada pupuk kimia

lainya. Selain murah, pupuk berbahan dasar organik tidak memiliki dampak yang

membahayakan bagi tanaman dan dapat menjaga bahan organik dalam tanah.

Karena bahan organik tanah menjadi salah satu indikator kesehatan bagi tanah dan

memiliki beberapa peranan kunci bagi kesuburan tanah. Peranan-peranan kunci

bahan organik tanah dapat dikelompokkan menjadi tiga kelompok, yaitu:

4) Fungsi Biologi: menyediakan makanan dan tempat hidup (habitat) untuk

organisme (termasuk mikroba) tanah menyediakan energi untuk proses-

proses biologi tanah dan memberikan kontribusi pada daya pulih

(resiliansi) tanah.

5) Fungsi Kimia: merupakan ukuran kapasitas retensi hara tanah penting

untuk daya pulih tanah akibat perubahan PH tanah dan menyimpan

cadangan hara penting, khususnya N dan K.

62

6) Fungsi Fisika: mengikat partikel-partikel tanah menjadi lebih remah untuk

meningkatkan stabilitas struktur tanah dan meningkatkan kemampuan

tanah dalam menyimpan air perubahahan moderate terhadap suhu tanah.

Iwan (2002) meneliti akan kandungan nitrogen (N), phospor (P) dan

kalium (K) dalam kotoran sapi potong tertera pada Tabel 1.1. Hasil analisis

laboratorium Lokal Penelitian Sapi Potong dan BPTP (Balai Pengkajian

Teknologi Pertanian) Jawa Timur terhadap kompos organik (hi-grade) produksi

Lokal Penelitian Sapi Potong.

Tabel. 1.1. Kandungan unsur kimia dalam suatu kotoran sapi (Iwan, 2002)

Kotoran sapi tidak serta merta langsung bisa digunakan sebagai pupuk

tanaman atau campuran media tanam karena masih mengandung gas-gas

berbahaya yang bisa mematikan tanaman. Oleh karena itu, penggunaan pupuk

kandang harus melalui proses pengolahan terlebih dahulu. Tahap pertama kotoran

sapi difermentasikan dan dicampur dengan bahan-bahan organik seperti cacahan

gedebog pisang atau cacahan rumput. Setelah tercampur ditambah kapur dan

difermentasikan kembali selama tiga sampai empat hari sesuai dengan kebutuhan.

Jika dalam skala besar biasanya jangka yang diperlukan sekitar 14 sampai 21 hari.

Selanjutnaya ditambahkan tepung dedak, tepung jagung, molasses (tetes tebu) dan

pemberian starter (bakteri pembusuk). Strater dibuat sendiri di laboratorium

tanaman hias. Perkembangan bakteri pembusuk saat ini telah berhasil dibuat dan

mengembangkan sebanyak dua belas macam starter diantaranya: DMAZ®

(Dekomper MAZ), STARDA® (strater Dahsyat), STARBIO® (Starter bio),

STARKO® (Strater komplit), PSBB® (Phosphat solubilizing Bactery Bengkalis-

pelarut fospat dari bengkalis) dan lai sebagainya (Windukencana, 2009).

63

Hidayatullah (2008) meyatakan bahwa pengelolaan limbah yang kurang

baik akan menjadi masalah serius pada usaha peternakan sapi perah. Bila limbah

ini dikelola dengan baik dapat memberikan nilai tambah bagi peternakan tersebut.

Salah satu upaya untuk mengurangi limbah adalah mengintegrasi usaha tersebut

dengan beberapa usaha tersebut dengan beberapa usaha lainya, usaha pembuatan

kompos, budidaya ikan, budidaya padi sawah, sehingga menjadi suatu sistem

yang saling sinergis. Upaya mendukung tanaman, ternak dan ikan di lahan

pertanian memiliki manfaat ekologis dan ekonomis. Laju pertumbuhan

produktifitas usaha pertanian merupakan interaksi diantara berbagai faktor yang

ada dalam sistem usaha tani. Teknologi alternatif diperlukan untuk memeperbaiki

prokditivitas lahan dan melalui teknologi sistem usaha peternakan yang

menerapkan konsep produksi bersih.

Iwan (2002) menyatakan bahwa kotoran sapi dapat dibuat menjadi

beberapa jenis kompos yaitu curah, blok, granula dan bokhasi. Kompos sebagai

pupuk organik yang berbahan kotoran sapi mempunyai beberapa kelebihan

dibandingkan pupuk anorganik. Selain itu, kompos juga mempunyai prospek dan

peluang yang besar untuk dipasarkan secara lebih meluas untuk mengurangi

ketergantungan petani terhadap pupuk kimia. Penyediaan kompos organik yang

berkelanjutan dan praktis dapat mempermudah petani untuk memanfaatkannya

sebagai penyubur tanah dan tanaman pertaniannya.

Isroi (2009) melakukan penelitian tentang macam-macam bentuk pupuk

organik. Pupuk organik yang umum dikemas dalam bentuk granul atau dikenal

dengan istilah POG (Pupuk Organik Granul). Bentuk granul dipilih karena petani

sudah terbiasa dengan pupuk granul. Dalam hal ini petani mengalami masalah

karena terbiasa dengan pemakaian pupuk granul yang sudah dilnilai paling

sempurna dalam keseharianya. Bentuk granul juga memudahkan untuk aplikasi

dan pengemasan. Salah satu kelemahan POG adalah proses produksinya yang

cukup sulit. Pembuatan POG minimal harus melewati 7 tahap pembuatan. Setiap

tahapan ada tingkat kesulitannya tersendiri.

Isroi (2009) melakukan penelitian tentang perbandingan bentuk pupuk

secara fungsional. Keunggulan POP (Pupuk Organik Pelet) bentuk alternatif

pupuk organik adalah bentuk pelet. Pelet memiliki keunggulan yang sama dengan

64

POG, yaitu: kemudahan aplikasi, pengemasan, dan transportasi. Keunggulan yang

lain adalah proses pembuatan yang lebih singkat dan mudah.. Tidak adanya pupuk

organik yang berbentuk pelet di pasaran merupakan salah satu pemicu utama dari

dibentuknya POP ini. Tantangan POP kemungkinan adalah resistensi dari petani.

Keunggulan penting POP adalah dari sisi teknik dan biaya produksi. Tahapan

produksi POP sangat singkat dan sederhana. Tahapan pentingnya hanya 4 tahap

saja. Jadi bisa menghemat sekitar tiga tahap. Tahapan ini juga akan berimbas pada

ongkos produksi. Karena tahapannya yang sederhana dan singkat dan relatif

murah. Harga POP bisa dibuat murah, kira-kira bisa 30-50% dari harga POG.

Berikut adalah tahap-tahap dalam pembuatan POP (Pupuk Organik Pelet):

6. Pengomposan bahan mentah

7. Pencampuran dengan bahan-bahan lain

8. Pembuatan pelet

9. Pengeringan

10. Pengemasan

Adapun peralatan yang dibutuhkan adalah. (Isroi, 2009) :

4. Mesin pelet

5. Pengering (jika perlu)

6. Alat-alat pendukung:

c) Meja conveyor

d) Pisau pemotong pelet

Gambar 2.1. Konsep mesin pres untuk pembuatan POP (Isroi, 2009)

65

Sugondo (2000) melakukan penelitian tentang manufaktur pelet, Di mana

pelet mentah dapat dibentuk dengan pengepresan uniaksial. Pada proses ini

diperlukan bahan pengikat (perekat) dan pelumas (lubricant). Pengikat

dimaksudkan untuk menambah daya ikat antar partikel sehingga tidak terjadi

keretakan dan laminasi. Pelumas dimaksudkan untuk mengurangi keausan dinding

cetakan (die) dan meningkatkan daya geser partikel. Pelumas yang digunakan

dalam peletisasi uranium dioksida ialah seng stearat dan tidak digunakan senyawa

pengikat lain.

2. 2. LANDASAN TEORI

2. 2. 1. Teori Pegas

Untuk tipe Constant Picth ketika berada dalam keadaan diam, setiap pegas

memiliki panjang alami, seperti ditunjukkan pada gambar 2.2. Jika pegas di tekan

sejauh x dari panjang alami, diperlukan gaya sebesar FT (gaya tekan) yang

nilainya berbanding lurus dengan x. k adalah konstanta pegas (ukuran

kelenturan/elastisitas pegas) dan besarnya tetap. Ketika ditekan, pegas

memberikan gaya reaksi, yang besarnya sama dengan gaya tekan tetapi arahnya

berlawanan. Gaya reaksi pegas tersebut dikenal sebagai gaya pemulih. Besarnya

gaya pemulih dapat dihitung dengan hukum Hooke :

FP = -kx ...........................................................................

(2.1)

Tanda minus menunjukkan bahwa arah gaya pemulih berlawanan arah

dengan gaya tekan. Persamaan ini berlaku apabila pegas tidak ditekan sampai

melewati batas elastisitasnya (x tidak sangat besar) (Riantika, 2008).

66

Gambar 2. 2. Macam-macam tipe pegas tekan dan Persamaan defleksi pegas

(Riantika, 2008)

Dalam pembuatan komposit diperlukan suatu cetakan yang harus bersih

dari kotoran dan memiliki permukaan yang halus. Untuk bahan cetakan dapat

digunakan dari logam, kayu, gips, dan kaca. Pembuatan komposit dapat dilakukan

dengan tiga cara yaitu (Adenholics, 2008) :

1. Spray Up

Sebagai contoh: Resin/ matriks, katalis, dan filler dicampur di dalam

penyemprot lalu kemudian disemprotkan ke dalam cetakan. Penyemprotan

menggunakan alat-alat sprayer.

2. Hand Lay up

Sebagai contoh: menuang resin yang telah dicampur dengan filler ke

dalam cetakan. Setelah itu campuran tersebut diratakan menggunakan

roller. pemakaian roller juga bertujuan agar tidak adanya udara yang

terjebak di dalam cetakan sehingga hasilnya bisa lebih padat.

3. Injection molding

Cara yang satu ini menggunakan mesin injeksi. Sebgai contoh: Resin yang

berbentuk padat dan filler dimasukkan ke dalam mesin ini lalu dengan

temperatur yang telah diatur supaya resin dapat mencair semuanya

kemudian diinjeksikan ke dalam cetakan.

2. 2. 2. Komposit dan Komposit Partikel

Zulfia (2008) menyatakan bahwa pengertian komposit merupakan

perpaduan dari dua material atau lebih yang memiliki fasa yang berbeda menjadi

suatu material baru yang memiliki propertis lebih baik dari keduanya. Jika

perpaduan ini terjadi dalam skala makroskopis maka disebut sebagai komposit.

Zulfia (2008) menyatakan bahwa kotoran sapi yang sering digunakan

sebagai material komposit adalah kotoran kering yang sudah berbentuk butiran

atau berbentuk partikel. Hal ini merupakan perpaduan antar dua partikel yang

berbeda antara partikel unsur padat dan kering atau disebut gabungan partikel

67

komposit. Fungsi dari komposit partikel atau komposit yang berbentuk partikel

lebih bersifat sebagai penguat (Particulate composites). Interaksi antara partikel

dan matrik terjadi tidak dalam skala atomik atau molekular. Partikel seharusnya

berukuran kecil dan terdistribusi merata ke segala bidang. Sebagai contoh dari

large particle composite: cement sebagai matriks dan sand sebagai partikel atau

gravel sebagai matriks dan sand sebagai partikel.

2. 2. 3. Biokomposit

Harizamrry (2008) melakukan penelitian tentang biokomposit.

Biokomposit adalah gabungan dari dua kata bio dan komposit. Bio itu sendiri

adalah suatu unsur yang berasal dari bahan-bahan organik. Sedangkan komposit

yang berarti suatu material yang terdiri dari dua atau lebih material yang di

gabungkan secara makro (digabungkan secara mekanis), membentuk material

baru dengan sifat yang lebih baik. Jadi dapat disimpulkan secara umum,

biokomposit adalah gabungan dua atau lebih material yang digabungkan secara

makro namun material penggabungannya hanya material yang bersifat organik.

Hal ini tentunya untuk membentuk material baru yang memiliki sifat lebih baik.

Dalam prosesnya pembuatan material biokomposit hampir sama dengan proses

pembuatan biomassa namun yang membedakan adalah fungsinya. Biasanya

material komposit adalah material yang digunakan untuk komoditas bahan atau

material komponen. Sedangkan biomassa biasanya digunakan untuk komoditas

bahan bakar pemanfaatan energi alternatif.

2. 2. 4. Perekat (matrik)

Vest (2003) meneliti tentang pengepresan material padat. Bahwa pada

pengepresan (kompaksi) tekanan rendah membutuhkan bahan perekat untuk

membantu pembentukan ikatan diantara partikel pada sampel. Penambahan

pengikat yang digunakan dalam pengepresan dapat dibagi menjadi 2 jenis, yaitu

bahan perekat organik dan anorganik. Bahan-bahan perekat organik antara lain:

molasses, coaltar, bitumen, kanji dan resin; sedangkan bahan pengikat anorganik

antara lain: tanah liat, semen, lime, dan sulphite liquior.

Ozbayoglu (2003) melakukan penelitian tentang pengaruh macam-macam

pengikat pada pengepresan Angouran Smithsonite Fines. Berikut adalah data

68

pengujian pada pengepresan Angouran Smithsonite Fines pada kandungan perekat

5%, kandungan air 6%, tekanan pengepresan 200 kg/cm² dan temperatur

pemanassan 100ºC sebagai berikut:

Tabel. 2. 1. Pengaruh macam-macam perekat (Kristanto, 2007).

Perekat (%) Crushing Load (kg/sampel)

-

Molasses

Dextrin

Kanji

Bentonit

Lime

Black cement

Na Cl

Polyvinyl Acetate

Peridur XC3

CMC

144

434

561

209

143

141

245

193

218

140

297

266

141

Hinkle dan Rosenthal (2003) menyatakan bahwa fungsi utama perekat dalam

proses pengepresan adalah sebagai bahan perekat/pengikat. Dengan adanya

perekat, maka sampel yang dihasilkan pemilihan jenis dan kandungan perekat

yang tepat akan sangat menentukan kualitas sampel yang akan dibuat. Ada

beberapa kriteria yang harus diperhatikan dalam memilih perekat yang akan

digunakan sebagai pengikat, antara lain:

e) Kesesuaian antara perekat dengan bahan yang akan diikat.

f) Kemampuan perekat untuk dapat meningkatkan sifat-sifat material

pengepresan.

g) Kemudahan untuk memperolehnya.

69

h) Harga murah.

2. 2. 5. Molasses (Tetes tebu)

Winoto (2009) manyatakan bahwa, tebu merupakan salah satu jenis

tanaman yang hanya dapat ditanam di daerah yang memiliki iklim tropis.

Perkebunan tebu di Indonesia menempati luas areal + 232 ribu hektar, yang

tersebar di Medan, Lampung, Semarang, Solo, dan Makassar. Dari seluruh

perkebunan tebu yang ada di Indonesia, 50% di antaranya adalah perkebunan

rakyat, 30% perkebunan swasta, dan hanya 20% perkebunan negara. Pada tahun

2002 produksi tebu Indonesia mencapai +2 juta ton. Tebu-tebu dari perkebunan

diolah menjadi gula di pabrik-pabrik gula. Dalam proses produksi di pabrik gula,

ampas tebu dihasilkan sebesar 90% dari setiap tebu yang diproses, gula yang

termanfaatkan hanya 5%, sisanya berupa molasses (tetes tebu) dan air.

Molasses merupakan salah satu hasil sampingan pabrik gula yang memiliki

sukrosa sekitar 30 % dan gula reduksi sekitar 25 %, berupa glukosa dan fruktosa.

Molasses masih dapat diolah menjadi beberapa produk lain seperti gula cair,

penyedap makanan (MSG), alkohol dan dry yeast untuk roti, protein tunggal,

pakan ternak, asa citric dan acetic acid alcohol. (Kristanto, 2007).

Selama ini medium fermentasi yang sering digunakan untuk produksi alginat

baik oleh bakteri A. Vinelandii maupun P.aerugionosa adalah media sintetis.

Molasses merupakan hasil samping industri gula yang mengandung senyawa

nitrogen, trace element dan kandungan gula yang cukup tinggi terutama

kandungan sukrosa sekitar 34% dan kandungan total karbon sekitar 37% (Suastuti,

1998).

2. 2. 6. Proses Spray-Up

Liu (2000) menyatakan bahwa dalam suatu proses pencampuran antar dua

unsur yang berbeda diharapkan faktor homogenitasnya diperhatikan. Untuk

menjamin homogenitas yang baik metode yang dilakukan adalah spray up dengan

cara air spray assited nozzel. Sistem air assisted nozzle digunakan untuk

mempercepat cairan (liquid) membentuk lapisan film atau pancaran liquid yang

kemudian pecah membentuk ligament-ligament yang akhirnya menjadi droplet-

70

droplet dan membentuk spray. Pada sistem ini energi kinetik aliran udara dari

kompresor bertekanan tinggi digunakan untuk membantu memperkuat atomisasi

Zulfia (2008) spray-up merupakan proses dari pembuatan komposit secara

open mold menggunakan kompresor mekanik dan peralatan sprayer untuk

mengumpulkan matrik dengan bahan glass reinforcement. Peralatan sprayer

meliputi spray gun yang telah dimodifikasi di mana matrik cair disemprotkan

menggunakan spray gun bertekanan dan disemprotkan pada cetakan. Spray-up

merupakan metode yang paling efektif menciptakan pencampuran antara matrik

dengan dengan core atau bahan yang ingin dibuat di dalam cetakan secara

homogen. Keuntungan dari metode ini adalah sederhana dan low cost, proses yang

cepat, dan hasil lebih tahan lama. Adapun kekurangan dari metode ini adalah

penggunaan matrik yang terlalu banyak terbuang.

Berikut contoh pembutan komposit dengan metode Spray Up :

FIBER

MOLD

CHOPPER-SPRAY GUN

RESIN

Gambar 2. 3. Cetakan terbuka untuk metode spray-up (Gibson, 1994).

2. 2. 7. Proses Manufaktur Sampel Biokomposit Metode (Hand Pressed)

Sumaryono (1995) menyatakan bahwa pada dasarnya semua jenis limbah

biomassa dapat dibriket. Faktor yang berpengaruh pada briket biomassa adalah

kandungan air, kandungan abu, densitas, volume rongga dan ukuran butir.

Berdasarkan tekanan kompaksi, pemberiketan dapat dibagi menjadi 3 yaitu :

· Kompaksi tekanan rendah (300-1000 kg/ )

· Kompaksi tekanan sedang (1000-2500 kg/ )

· Kompaksi tekanan tinggi (≥2500 kg/ )

71

Sumaryono (1995) meneliti pula tentang kompaksi pada proses pengepresan

(pressing), dalam kompaksi dengan tekanan tinggi dan sedang, biasanya tidak

diperlukan bahan pengikat. Proses kompaksi dengan tekanan tinggi dan sedang

biasanya mengguanakan teknologi screw press dan piston press. Teknologi

pengepresan yang lain jarang digunakan karena tingginya biaya dan kompleksnya

peralatan. Sedangkan kompaksi tekanan rendah biasanya diperlukan pengikat dan

mengguanakan alat yang dioperasikan dengan tangan (hand pressed).

Tabel. 2.2. Perbandingan keunggulan dan kelemahan proses pengepresan/

pembriketan (Salim dkk, 1995) :

No. Proses Keunggulan Kelemahan

A. Pengepresan dengan proses biasa

Alat sederhana harga relatif murah pengepresan dapat dengan motor atau tangan

Tidak praktis, perlu mencampur dengan perekat, perlu pengarangan dahulu, densitas rendah.

B. Pengepresan piston tanpa pemanasan

Kualitas lebih baik dari pengepresan dengan press biasa karena densitasnya lebih tinggi

Perlu pengarangan dahulu, harga mahal, sampel kurang kuat dibandingkan dengan sistem screw, sulit pemeliharaan mesin

C. Pengepresan dengan screw extruder disertai panas

Tidak perlu pengarangan dahulu tidak memerlukan bahan pembantu, tidak menimbulkan asap dan bau, harga jual baik (berpeluang ekspor), mudah pengoperasianya.

Screw mudah aus harga mahal.

Mishra (1996) melakukan penelitian tentang pengepresan biomasa, karena

tekanan tinggi menjelaskan tentang mechanical interlocking dan peningkatan gaya

tarik adhesi antara partikel, membentuk ikatan intermonokuler pada luasan bidang

kontak. Mekanisme pengikat dibawah tekanan tinggi dapat dibagi menjadi gaya

adhesi dan kohesi, gaya tarik antara partikel padat, dan ikatan penguncian

(interlocking). Fiber dan partikel-partikel dapat saling mengunci sebagai hasil dari

pembentukan interlocking atau ikatan tertutup. Kekuatan sampel sebagi hasil

pengumpulan tergantung pada interaksi dari karakteristik material.

72

2. 3. Fraksi Berat dan Pengujian Sampel Pupuk Biokomposit

2. 3. 1. Fraksi Berat Pupuk Biokomposit

Fraksi berat adalah perbandingan antara berat material penyusun dengan

berat pupuk biokomposit. Fraksi berat material penyusun dapat dihitung dengan

persamaan:

(2.2)

2. 3. 2. Pengujian Kekuatan Tekan

Dalam proses pengujian tekan sampel ditekan menggunakan alat uji

Universal Testing Machine (UTM). Penekanan sampel diikuti penambahan beban

sampai sampel tersebut mengalami retak awal. Retak awal dianggap sebagai

kegagalan. Karena suatu sampel dianggap sudah tidak dapat menahan beban desak

lebih dari beban yang menimbulkan retakan awal (ASTM D 1475, 2000).

Adapun rumus yang digunakan dalam uji tekan adalah :

Hitungan kuat tekan :

kPa (2.3)

(2.4)

Wpb = wks

wm

Cs = L/pr²

1000=

Cs = L/pr² psi

73

Gambar 2. 4. Mesin UTM (Universal Testing Machine)

(ASTM D 1475, 2000).

2. 3. 3. Pengujian Ketahanan Impak

Pengujian ini mangacu pada standard pengujian Fuel Briquettes (ASTM

D2677-67T), untuk ketahanan jatuh dari suatu briket dijatuhkan dari ketinggian ±

2 meter dan diamati kerusakanya. Sampel dijatuhkan berulang kali sampai hancur.

Pengujian berkisar 3 sampai 6 kali jatuhan. Adapun rumus yang digunakan dalam

hal ini adalah:

(2.5)

Dari rumus ini kita dapat mengambil hasil IRI (Impack Resistance Index)

untuk nilai ambang batas yang dipenuhi adalah sebesar 50 poin, jika dihitung

menggunakan rumus IRI hasil dari kesepuluh sampel dapat dikatakan baik jika

lebih dari nilai 50 (Physical Testing of Fuel Briquettes ,1989).

IRI = 100 X Average Number of Drops

Average Number of Pieces

74

200

40

Ø3,5

Gambar 2. 5. Alat uji ketahanan impak

(Physical Testing of Fuel Briquettes ,1989).

2. 3. 4. Pengujian Densitas

Densitas suatu material merupakan perbandingan antara berat dan volume

dari material tersebut. Penentuan densitas komposit dapat dilakukan dengan

beberapa cara, antara lain. Penentuan densitas material komposit dengan

membandingkan berat material komposit di udara dengan berat material komposit

di fluida cair (ASTM D 792).

(2.6)

Membandingkan densitas aktual sampel dengan densitas teoritis campuran

dengan cara perhitungan sebagai berikut:

(2.7)

ρ = ρw . Wa

Wa - Ww

ρT = Mm + Mks

Vm + Vks

75

2. 3. 5. Uji Hancur Dalam Air

Ini merupakan salah satu metode untuk water resistace dari suatu sampel

briket. Pengujian water resistance dalam arti lain ialah pengujian ketahanan

sampel terhadap air. Pengujian ini menggunakan metode wadah yang terisi oleh

air, sampel dicelupkan kedalam wadah dan ditutup mengunakan penutup kedap

udara. Dalam standard ini juga dapat digunakan untuk mengetahui seberapa

cepatkah suatu sempel dapat hancur dalam air. Pertimbangan itu yang menjadi

alasan mengapa standard ini digunakan dalam penelitian uji sampel pupuk

biokomposit untuk dapat hancur dalam air.

Uji hancur dalam air memiliki mekanisme pengujian yang hampir sama

dengan pengujian water resistance. Oleh karena itu, dengan mengadopsi standard

tersebut, pengujian hancur dalam air dapat dilakukan dengan cara sampel

dicelupkan sampel ke dalam wadah yang telah terisi oleh air. Masukan sampel

kedalam wadah yang sudah berisi air hingga tercelup sepenuhnya, dan menunggu

sampel tersebut sampai sampel terkikis dan hancur di dalam air. Waktu yang

diambil merupakan waktu yang dibutuhkan oleh sempel untuk hancur di dalam

air. Pengujian ini sering kali dibuat sebagai pertimbangan standard pengujian

untuk mampu hancur suatu sampel terhadap air, (Fuel Processing Technology,

1990).

BAB IV

HASIL DAN ANALISA

4. 1. Penyeragaman Kadar Air Pupuk Biokomposit

Dari analisa data penyeragaman kadar air pada suhu 100°C dapat diperoleh

hasil seperti pada gambar 4.1.

76

Gambar 4.1. Kurva laju peyeragaman sampel pupuk biokomposit

Persentase kadar air yang terkandung dalam masing-masing variasi

komposisi kadar air adalah berbeda-beda. Perolehan persentase kadar air

maksimal dan waktu penyeragaman kadar air sebesar 7,5% dari keempat sampel

adalah:

· Untuk sampel dengan kandungan 50% molasses memiliki kadar air

maksimal sebesar 30% dan waktu penyeragaman sampel sebesar 65 menit.







Penurunan kadar air dari masing-masing variasi kandungan molasses pada

sampel dipengaruhi adanya pemanasan suhu sebesar 100°C. Perbedaan waktu

penyeragaman kadar air disebakan oleh zat penyusun utama dari molasses adalah

air. Oleh karena itu, besarnya kandungan molasses mempengaruhi waktu

kecepatan penyeragaman kadar air. Semakin besar kandungan molasses akan

semakin memperlambat waktu kecepatan penyeragaman kadar air dari sampel

pupuk biokomposit. Sebaliknya, semakin sedikit kandungan molasses akan

Molasses

Molasses

Molasses

Molasses

77

semakin cepat waktu kecepatan penyeragaman kadar air dari sampel pupuk

biokomposit.

Gambar 4.2. Sampel pupuk biokomposit setelah melalui tahap penyeragaman

kadar air 7.5% : A) 50:50, B) 60:40, C) 70:30, D) 80:20 (wk/wm).

4. 2. Kekuatan Tekan Pupuk Biokomposit

Dari pengujian tekan untuk variasi kandungan molasses pupuk biokomposit

dapat diperoleh hasil seperti terlihat pada gambar 4.3.

Tabel 4.1. Kekuatan tekan dari variasi kandungan molasses

sampel pupuk biokomposit

Variasi Kandungan

Molasses

Tekanan Rata-rata

Sampel (Pa)

Tekanan Maksimal

Sampel (Pa)

Tekanan Minimal

Sampel (Pa) 20% 1.800 1.900 1.700 30% 2.190 2.300 1.900 40% 3.710 4.150 3.500 50% 5.380 6.100 4.700

A

B

C

D

78

Gambar 4.3. Kurva hubungan variasi kandungan molasses dengan

kekuatan tekan

Variasi kandungan molasses pada penekanan seragam 250 kPa dari masing-

masing sampel memiliki kekuatan tekan yang berbeda-beda. Untuk nilai sampel

pupuk biokomposit dengan kandungan 20% molasses memiliki kekuatan tekan

rata-rata terendah yaitu sebesar 1.800 Pa. Sampel pupuk biokomposit dengan

kandungan 50% molasses memiliki kekuatan tekan rata-rata tertinggi yaitu

sebesar 5.380 Pa.

Semakin besar kandungan molesses akan semakin tinggi kekuatan tekan dari

sampel pupuk biokomposit. Karena molasses lebih bersifat liquid dan mampu

membuat ikatan homogen diseluruh luasan bidang kontak yang terkena molasses.

Oleh karena itu, molasses sangat baik bila digunakan sebagai matrik (penguat)

pada bahan-bahan yang bersifat komposit partikel. Penambahan kadungan

molasses akan semakin meningkatkan nilai kekuatan tekan dari sampel pupuk

biokomposit.

Pengujian tekan pupuk biokomposit variasi kompaksi dapat diperoleh hasil

seperti terlihat pada gambar 4.4.

Tabel 4. 2. Kekuatan tekan sampel pupuk biokomposit dengan variasi kompaksi

Variasi

Kompaksi (kPa)

Besar Tekanan Rata-rata

Sampel (Pa)

Besar Tekanan

maksimal (Pa) Besar Tekanan minimal (Pa)

50 2.930 3.200 2.500

Variasi Kandungan Molasses

79

150 4.370 4.850 3.950 250 5.380 6.100 5.000 350 6.250 6.600 5.600

Gambar 4.4. Kurva hubungan variasi kompaksi dengan kekuatan

tekan sampel pupuk biokomposit

Kandungan 50% molasses pada variasi kompaksi untuk masing-masing

sampel memiliki nilai kekuatan tekan yang berbeda-beda. Dalam pengambilan

data variasi kompaksi untuk sampel pupuk biokomposit sebesar 50 kPa memiliki

kekuatan tekan rata-rata terendah yaitu sebesar 2.930 Pa. Untuk sampel pupuk

biokomposit dengan variasi kompaksi sebesar 350 kPa memiliki kekuatan tekan

rata-rata terbesar yaitu sebesar 6.250 Pa.

Dari data dapat diambil kesimpulan bahwa kenaikan kekuatan tekan

berbanding lurus dengan besarnya kompaksi yang diterima oleh sampel. Jadi

semakin besar kompaksi akan meningkatkan kekuatan tekan dari sampel pupuk

biokomposit. Hal ini bisa terjadi karena variasi kompaksi membuat kepadatan

sampel semakin tinggi. Gaya kompaksi menjelaskan tentang mechanical

interlocking dan peningkatan gaya tarik adhesi antara partikel, membentuk ikatan

intermonokuler pada luasan bidang kontak. Kompaksi dapat memperkuat ikatan

antar butir penyusun sampel dan memperkecil adanya kekosongan antar partikel.

4. 3. Ketahanan Impak Pupuk Biokomposit

80

Pengujian ketahanan impak sampel pupuk biokomposit. Hasil ketahanan

impak untuk variasi kadungan molasses dapat dilihat pada gambar 4.5.

Tabel 4. 3. Ketahanan impak sampel pupuk biokomposit terhadap variasi

kandungan molasses

No.

Variasi Kandungan

Molasses Banyaknya Nilai

Jatuh Banyaknya

Sampel IRI (Poin) 1 20 % 6 19 31,57 2 30 % 7 19 36,84 3 40 % 11 19 57,89 4 50 % 22 19 115,79

Gambar 4.5. Kurva hubungan variasi kandungan molasses dengan

ketahanan impak (IRI) poin pupuk biokomposit

Ketahanan suatu sampel pupuk biokomposit ditunjukan dengan nilai IRI

poin (impack resistance indect). Untuk variasi kandungan molasses pada masing-

masing sampel menunjukan nilai ketahanan impak yang berbeda-beda. Untuk

nilai IRI poin pada sampel pupuk biokomposit dengan kandungan 50% molasses

menunjukan nilai terendah sebesar 31,57. Sedangkan untuk sampel pupuk

biokomposit dengan kandungan 20% molasses menunjukan nilai ketahanan impak

terbesar yaitu sebesar 115,79.

Dari perolehan data terlihat semakin besar kandungan molasses akan

semakin besar nilai ketahanan impak dari suatu sampel. Karena molasses lebih

bersifat liquid dan mampu membuat ikatan homogen diseluruh luasan bidang

kontak yang terkena molasses. Oleh karena itu, molasses sangat baik bila


81

digunakan sebagai matrik (penguat) untuk bahan-bahan yang bersifat komposit

partikel. Penambahan kandungan molasses dapat meningkatkan nilai ketahanan

impak sampel pupuk biokomposit.

Pengujian ketahanan impak dengan variasi kompaksi sampel pupuk

biokomposit hasilnya dapat dilihat pada gambar 4.6.

Tabel 4. 4. Ketahanan impak sampel pupuk biokomposit terhadap

variasi kompaksi

No.

Variasi Kompaksi

(kPa) Banyaknya Nilai

Jatuh Banyaknya

Sampel IRI (Poin) 1 50 7 19 14,99 2 150 14 19 73,68 3 250 22 19 115,78 4 350 32 19 168,42

Gambar 4.6. Kurva hubungan variasi kompaksi dengan nilai ketahanan impak

(IRI) poin pupuk biokomposit

Kandungan 50% molasses variasi kompaksi pada masing-masing sampel

menunjukan nilai ketahanan impak yang berbeda-beda. Nilai ketahanan impak

untuk sampel pupuk biokomposit dengan variasi kompaksi 50 kPa memiliki nilai

ketahanan impak terendah sebesar 14,99. Sedangkan untuk sampel pupuk

biokomposit dengan variasi kompaksi 350 kPa memiliki nilai ketahanan impak

terbesar yaitu sebesar 168,42.

Pada kompaksi 150 kPa - 350 kPa memiliki nilai yang sudah melebihi dari

ambang batas ketahanan impak (50 poin) nilainya adalah 73,68 – 168,42. Pada

Variasi Kompaksi

82

sampel dengan kompaksi 50 kPa memiliki nilai di bawah nilai ambang batas

ketahanan impak, jadi pada kompaksi ini dinilai tidak baik. Peningkatan nilai

ketahanan impak sebanding dengan besarnya kompaksi pada sampel pupuk

biokomposit. Hal ini terjadi karena adanya mechanical interlocking dan

peningkatan gaya tarik adhesi antara partikel, membentuk ikatan intermonokuler

pada luasan bidang kontak. Sehingga kompaksi dapat memperkuat ikatan antar

butir penyusun sampel dan memperkecil adanya kekosongan antar partikel.

Sehingga nilai ketahanan impaknya akan semakin meningkat seiring dengan

besarnya kompaksi yang diterima oleh sampel pupuk biokomposit.

4. 4. Densitas Pupuk Biokomposit

Densitas teoritis dari molasses adalah 11,9 pound/galon atau 1.425,90 kg/m³

dan densitas teoritis dari kotoran sapi adalah 1.238,17 kg/m³. Perbandingan antara

densitas teoritis campuran antara kotoran sapi dan molasses dengan densitas

aktual sampel pupuk biokomposit adalah:

Tabel 4. 5. Perbandingan densitas aktual sampel pupuk biokomposit variasi

kandungan molasses terhadap densitas teoritis campuran

Variasi Kandungan

Molasses

Nilai Densitas Aktual Sampel

(kg/m³) Nilai Densitas

Teoritis (kg/m³) 20% 946,92 1.271 30% 1.043,84 1.288 40% 1.056,75 1.306 50% 1.070,68 1.325

Untuk perbandingan densitas variasi kandungan molasses sampel pupuk

biokomposit dengan densitas teoritis dari campuran kotoran sapi dengan molasses

dapat dilihat pada gambar 4.7.

83

Gambar 4.7. Kurva hubungan nilai densitas sampel pupuk biokomposit variasi

kandungan molasses kompaksi 250 kPa berbanding densitas teoritis campuran

Untuk tiap-tiap sampel variasi kandungan molasses pada tekanan seragam

250 kPa memiliki nilai densitas yang berbeda-beda. Sampel pupuk biokomposit

dengan variasi kandungan 20% molasses memiliki nilai densitas rata-rata terendah

yaitu 946,92 kg/m³, sedangkan pada perhitungan teoritis mencapai 1.271 kg/m³.

Sampel pupuk biokomposit dengan variasi kandungan 50% molasses memiliki

nilai densitas rata-rata terbesar yaitu 1.070,68 kg/m³, sedangkan pada perhitungan

teoritis mencapai 1.325 kg/m³.

Kenaikan nilai densitas rata-rata berbanding lurus dengan besarnya

kandungan molasses pada sampel pupuk biokomposit. Karena molasses yang

lebih bersifat liquid dan mampu membuat ikatan homogen diseluruh luasan

bidang kontak yang terkena molasses. Namun, untuk perolehan nilai densitas

sampel sangatlah jauh lebih rendah jika dibandingkan dengan densitas teoritis

campuran kotoran sapi dengan molasses. Dapat disimpulkan bahwa kepadatan

pada masing-masing sampel kurang optimal. Hal ini disebabkan oleh adanya

proses penyeragaman kadar air yang menyebakan hilangnya beberapa komponen

air yang ada pada material sampel pupuk biokomposit. Air yang terlepas

menyebabkan adanya void/porositas baik pada bagian dalam ataupun dibagian

luar sampel dan terisi oleh udara. Selain itu besarnya gaya kompaksi juga sangat

mempengaruhi kepadatan sampel pupuk biokomposi. Nilai kompaksi yang kicil

menyebabkan kepadatan sampel yang tidak sempurna. Hal ini menyebabkan

kotoran sapi dan molasses tidak dapat terikat secara sempurna.


Densitas Teoritis Tiap Variasi Kandungan

Densitas Aktual Sampel Variasi kandungan

84

Pengujian densitas teoritis untuk campuran sampel pupuk biokomposit

kandungan 50% molasses dengan densitas pupuk biokomposit variasi kompaksi


Tabel 4. 6. Densitas sampel pupuk biokomposit terhadap variasi kompaksi

Variasi Kompaksi

(kPa) Nilai Densitas

Rata-rata (kg/m3)

Nilai Densitas Maksimal

(kg/m³)

Nilai Densitas Minimal (kg/m³)

50 1.045,05 1.051,98 1.039,59 150 1.064,11 1.066,50 1.060,75 250 1.069,18 1.096,77 1.035,78 350 1.108,24 1.114,28 1.096,79

Perbandingan densitas teoritis untuk campuran sampel pupuk biokomposit

kandungan 50% molasses dengan densitas pupuk biokomposit variasi kompaksi


Gambar 4.8. Kurva perbandingan densitas sampel pupuk biokomposit variasi

kompaksi untuk kandungan 50% molasess dengan nilai densitas teoritis campuran

Sampel dengan kandungan 50% molasses pada masing-masing sampel

untuk variasi kompaksi memiliki nilai densitas yang berbeda-beda. Dari

pengambilan data untuk kompaksi sebesar 50 kPa memiliki nilai densitas rata-rata

terendah yaitu 1.045,05 kg/m³. Pada sampel pupuk biokomposit dengan variasi

kompaksi sebesar 350 kPa memiliki nilai densitas rata-rata terbesar yaitu 1.108,24

kg/m³. Namun, nilai terbesar untuk variasi kompaksi masih di bawah nilai

densitas teoritis campuran antara kotoran sapi dengan molasses yaitu 1.325 kg/m³.

Densitas Teoritis Pupuk Biokomposit

Densitas Aktual Sampel Pada Molasses 50%

85

Ikatan intermonokuler pada bidang kontak dapat semakin kuat terjadi

seiring dengan bertambah besarnya kompaksi yang diterima oleh sampel pupuk

biokomposit. Namun, apabila nilai densitas sampel dibandingkan dengan nilai

densitas teoritis campuran akan menunjukan perbedaan yang sangat jelas. Selain

disebabkan oleh adanya proses penyeragaman kadar air, variasi kompaksi yang

kurang besar menyebabkan kepadatan sampel yang tidak sempurna. Hal ini

menyebabkan kotoran sapi dan molasses tidak dapat terikat secara sempurna.

Adanya void/porositas baik di bagian dalam ataupun di bagian luar sampel

merupakan salah satuidikasi utama dari ketidak sempurnaan gaya kompaksi.

4. 5. Pengujian Hancur Dalam Air Untuk Sampel Pupuk Biokomposit

Pengujian hancur dalam air pada variasi kandungan molasses sampel pupuk

biokomposit dapat dilihat pada gambar 4.9.

Tabel 4. 7. Waktu hancur dalam air untuk sampel pupuk biokomposit terhadap

variasi kandungan molasses.

No.

Variasi Kandungan

Molasses

Waktu Hancur Rata-rata

(detik)

Waktu Hancur Maksimal

(detik)

Waktu Hancur Minimal (detik)

1. 20% 59,8 90 38 2. 30% 87,4 110 57 3. 40% 167,4 210 97 4. 50% 197,8 242 150

86

Gambar 4. 9. Kurva hubungan variasi kandungan molasses dengan waktu hancur sampel

pupuk biokomposit

Variasi kandungan molasses pada penekanan seragam 250 kPa untuk masing-

masing sampel memiliki kecepatan waktu hancur yang berbeda-beda. Dari pegujian

hancur dalam air untuk sampel pupuk biokomposit dengan kandungan 20% molasses

memiliki waktu hancur rata-rata terendah yaitu sebesar 59,8 detik. Untuk sampel pupuk

biokomposit dengan kandungan 50% molasses memiliki waktu hancur rata-rata terlama

yaitu sebesar 197,8 detik.

Dari data pengujian hancur dalam air didapat waktu yang semakin meningkat

seiring dengan kenaikan kandungan molasses. Karena molasses yang bersifat sebagai

perekat memiliki fungsi yang berkebalikan dengan kemampuan sampel pupuk

biokomposit untuk mudah hancur dalam air. Jadi semakin besar kandungan molasses

akan semakin kuat sampel pupuk biokomposit tersebut dan semakin sulit hancur dalam

air.

Pengujian hancur dalam air variasi kompaksi sampel pupuk biokomposit dapat

dilihat pada gambar 4.10.

Tabel 4. 8. Waktu hancur dalam air terhadap sampel pupuk biokomposit

variasi kompaksi

No.

Variasi Kompaksi

(kPa)

Waktu Hancur Rata-rata

(detik)

Waktu Hancur Maksimal

(detik)

Waktu Hancur Minimal (detik)

1. 50 75,8 126 42 2. 150 180,4 231 118 3. 250 197,8 242 150 4. 350 453,2 599 371

87

Gambar 4.10. Kurva hubungan variasi kompaksi dengan waktu hancur dalam air sampel

pupuk biokomposit

Variasi kompaksi dengan kandungan 50% molasses pada masing-masing sampel

memiliki waktu hancur dalam air yang berbeda-beda. Dari data pegujian hancur dalam

air untuk sampel dengan variasi kompaksi sebesar 50 kPa memiliki waktu hancur rata-

rata tercepat yaitu 75,8 detik. Sampel dengan variasi kompaksi sebesar 350 kPa memiliki

waktu hancur rata-rata terlama yaitu terlama yaitu 453,8 detik.

Dari data terlihat bahwa semakin besar kompaksi yang diterima sampel pupuk

biokomposit akan semakin sulit sampel tersebut hancur dalam air. Karena gaya kompaksi

yang mengenai bidang kontak sampel pupuk biokomposit membentuk ikatan

itermonokuler antara perekat molasses dan butiran kotoran sapi. Semakin besar kompaksi

akan semakin memperkuat ikatan antar butir penyusun sampel. Besarnya kompaksi juga

dapat memperkecil adanya kekosongan antar partikel dan menyebabkan sampel semakin

padat.

4. 6. Analisa Foto Makro Sampel Pupuk Biokomposit Pada Uji Tekan

Analisa foto makro sampel pupuk biokomposit variasi kandungan molasses

setelah melalui uji tekan adalah:

88

(a) Sampel pupuk biokomposit dengan variasi kandungan 50% molasses

(b) Sampel pupuk biokomposit dengan variasi kandungan 40% molasses

(c) Sampel pupuk biokomposit dengan

variasi kandungan 30% molasses (d) Sampel pupuk biokomposit dengan

variasi kandungan 20% molasses

Gambar 4.11. Foto makro sampel pupuk biokomposit variasi kandungan molasses

setelah mengalami uji tekan

Analisa foto makro dari keempat sampel secara fisis kandungan molasses yang ada

di dalam sampel dapat diketahuai dari warna sampel. Karena semakin pekat warna

sampel pupuk biokomposit maka akan semakin besar kandungan molasses yang ada di

dalamnya. Dari keempat sampel juga dapat disimpulkan bahwa, semakin sedikit

kandungan molasses akan semakin melemahkan kekuatan tekannya. Karena semakin

sedikit kandungan molasses akan semakin memperlihatkan kerusakan yang nyata pada

sampel pupuk biokomposit. Hal ini terlihat pada gambar 4.13.

Analisa foto makro sampel pupuk biokomposit variasi kompaksi setelah melalui uji

tekan adalah:

(a) Sampel pupuk biokomposit dengan variasi kompaksi 350 kPa

(b) Sampel pupuk biokomposit dengan variasi kompaksi 250 kPa

89

(c) Sampel pupuk biokomposit dengan variasi kompaksi 150 kPa

(d) Sampel pupuk biokomposit dengan variasi kompaksi 50 kPa

Gambar 4.12. Foto makro sampel pupuk biokomposit variasi kompaksi setelah

mengalami uji tekan

Analisa foto makro dari keempat sampel variasi kompaksi dapat disimpulkan

bahwa, semakin kecil kompaksi akan semakin melemahkan kekuatan tekan sampel.

Karena kerusakan pada sampel pupuk biokomposit akan semakin terlihat nyata apabila

kompaksi yang diterima oleh sampel semakin kecil. Hal ini terlihat pada gambar 4.14.

4. 7. Analisa Foto Makro Sampel Pupuk Biokomposit Pada Uji Ketahanan Impak

Analisa foto makro sampel pupuk biokomposit variasi kandungan molasses setelah

melalui 1 kali jatuh pngujian ketahanan impak adalah:

(a) Sampel pupuk biokomposit dengan variasi kandungan 50% molasses

(b) Sampel pupuk biokomposit dengan variasi kandungan 40% molasses

90

(c) Sampel pupuk biokomposit dengan variasi kandungan 30% molasses

(d) Sampel pupuk biokomposit dengan variasi kandungan 20% molasses

Gambar 4.15. Foto makro sampel pupuk biokomposit variasi kandungan molasses

setelah mengalami uji tekan

Analisa foto makro dari keempat sampel dapat disimpulkan bahwa, ketahanan

sampel terhadap beban impak akan semakin berkurang sering dengan semakin sedikitnya

kandungan molasses. Serpihan yang terlepas dari badan sampel akan semakin banyak jika

variasi kandungan molasses semakin sedikit. Hal ini terlihat pada gambar 4.15.

Analisa foto makro sampel pupuk biokomposit variasi melalui 1 kali jatuh pngujian

ketahanan impak adalah:

(a) Sampel pupuk biokomposit dengan variasi kompaksi 350 kPa

(b) Sampel pupuk biokomposit dengan variasi kompaksi 250 kPa

(c) Sampel pupuk biokomposit dengan variasi kompaksi 150 kPa

(d) Sampel pupuk biokomposit dengan variasi kompaksi 50 kPa

Gambar 4.16. Foto makro sampel pupuk biokomposit variasi kompaksi setelah

mengalami uji tekan Analisa foto makro dari keempat sampel menunjukan bahwa semakin besar

kompaksi akan meningkatkan ketahanan sampel terhadap gaya impak. Semakin tinggi

kompaksi akan semakin meperkecil serpihan yang terlepas oleh badan sampel pupuk

91

biokomposit. Semakin kecil kompaksi akan semakin memperbanyak jumlah serpihan

yang terlepas dari badan sampel pupuk biokomposit. Hal ini terlihat pada gambar 4.16.

BAB V

PENUTUP

5. 1. Kesimpulan

Kesimpulan

92

1. Kekuatan tekan, ketahanan impak dan densitasnya akan semakin meningkat

seiring dengan besarnya variasi kandungan molasses dan besarnya kompaksi yang

diterima oleh sampel pupuk biokomposit. Namun, hal ini akan memperlambat

sampel biokomposit untuk hancur dalam air.

2. Variasi campuran terbaik dan memiliki sifat ketahanan yang cukup kuat adalah

variasi persentase 50% molasses tekanan. Karena kekuatan tekannya mencapai

5.380 Pa, nilai ketahanan impak mencapai 115,79, nilai densitas mencapai

1.070,68 kg/m³ dan waktu hancur dalam air mencapai 197,8 detik. Untuk variasi

kompaksi terbaik terdapat pada kompaksi 150 kPa. Pada variasi ini memiliki nilai

kekuatan tekan sebesar 4.370 Pa, nilai ketahanan impak 73,68, nilai densitas

1.064,11 kg/m³ dan waktu hancur dalam air 180,4 detik.

3. Untuk analisa foto makro sampel pupuk biokomposit setelah mengalami uji tekan

dan ketehanan impak, terdapat suatu kesamaan. Karena semakin besar variasi

kandungan molasses dan kompaksi akan memperlihatkan kerusakan yang tidak

berati. Namun, semakin kecil variasi kandungan molasses dan kompaksi akan

semakin memperlihatkan kerusakan pupuk biokomposit

5. 2. Saran

Untuk lebih mengembangkan penelitian tentang pupuk biokomposit, maka penulis

menyarankan :

1. Dalam pembuatan pupuk biokomposit disarankan untuk memilih variasi kandungan

molasses 40-50% pada kompaksi 150-250 kPa. Karena pada variasi ini pupuk

biokomposit memiliki kekuatan yang cukup kuat (kuat tekan, ketahanan impak dan

nilai densitas yang baik) namun, mudah larut dalam air.

2. Dalam pembuatan pupuk biokomposit seperti ini perlu dilakukan penelitian lebih

lanjut, terutama dalam realisasi data penelitian untuk pembuatan pupuk organik

berikutnya.

93

Daftar Pustaka

Adenholics., 2008, Komposite Fiber, Adenholics, blogspot.com ASTM D 1475., 2000, Tex-614-J Testing Epoxy Materials, Material of Testing

Procedures, USA. ASTM D 792. 1998. Density Test for Composite Material. (Vol – D).

Gibson, R, F., 1994, Principles of Composite Material Mechanics, McGraw Hill Inc., New York USA.

Harizamrry., 2008, Biokomposit Kelapa Sawit: Dari Bahan Buangan Kepada Kemewahan. Teratak Maya Tempatku Lepak, Blogspot.com.

Hidayatullah., 2008, Pengolahan Limbah Cair Usaha Peternakan Sapi Perah Melalui Penerapan Konsep Produksi Bersih., Jurnal BPTP Bengkulu dan Intitut Pertanian Bogor.

Hinkle, R. G., dan Rosenthal, R., ____., Of Beer Leather and Beets. A Study of Alternative Binders in Agitation Pelletizing.

Isroi., 2009, Perbandingan bentuk pupuk secara fungsional antara POP dan POG,. Artikel Blog.

Iwan., 2002, Proses Pembuatan Pupuk dan Bentuk-bentuk Pupuk. Balai pengkajian Teknologi Pertanian (BPTP), Jawa Timur.

Juhcini., 2005, Jurnal Pengkajian dan Pengembangan Teknologi Pertanian. Vol. 8. No. 1. Maret :124-136.

Kristanto., 2007, Pengaruh Tekana Pembriketan , Jenis Binder dan Kandungan Binder Terhadap Karakteristik Sifat Fisik dan Mekanik Briket Biomasa. Skripsi Sarjana Teknik, UNS, Surakarta.

Liu. H., 2000, Science And Engineering Of Droplets, Noyes Publications/ William Andrew Publishing, Llc. Norwich, New York, U.S.A.

Mishra, S. K., et al, 1996, Biomass Briquetting: Technology and Practices, Food and Agriculture Organization of The United National, Bangkok.

Ozbayoglu, G, dan Tabari, K, R., 2003, Briquetting of Iran – angouran Smithsonite Fines, Physicochemical Problem of Mineral Processing, 37 (2003) 115-122.

94

Riantika., 2008, Ilmu Pengantar Fisika Untuk SMU Sederajat, Jurnal Dep. Pendidikan Nasional. Indonesia.

Richards, S. R., 1990, Physical Testing of Fuel briquettes (ASTM D 2677-67T), Elsevier Journal, New ZealandSalim, dkk., 1995. Potensi dan Peluang Pemanfaatan Serbuk Gergaji Untuk Pembuatan Briket Arang di Kabupaten Sukabumi. Jawa Barat, Indonesia.

Rudy., 2008, Composite Manufaktur, Erlangga. Bandung.

Santoso., 1998, Data Peternakan Kabupaten Tambanan, Artikel Ilmiah., blogspot.com.

Suastuti., 1998, Ampas Tetes Tebu sebagai Limbah Dalam Proses Pembuatan Gula, Artikel Ilmiah, blogspot.com

Sugondo., 2000, Pengepresan Uniaksial Untuk Briket dan Pelet, Artikel Ilmiah, blogspot.com.

Sumaryono,. Basyuni, Y., Suripno., 1995, Proses Pembuatan Biocoal dan Rancangan Tungku Pembakaran, Pslitbang.

Taufiq., 2008, Starbio Plus, Multiply, blogspot.com.

Undang., 2002, Pemenfaatan Secara Komperhasif Peternakan Sapi, Jurnal BPTP Jawa Timur, Indonesia.

Vest, Heino, Dr. Ing., 2003,Small Scale Briquietting and Carbonisationof Organic Residues for Fuel, Infogate journal, Germany.

Widyawati., 2006, Perbaikan Produktivitas Ternak Ruminansia Pada Peternakan Rakyat Melalui Pemberian Growth Promoting Feed Supplemen,. Fakultas Pertanian UNS, Penelitian, Dikti, Hibah Pekerti, Surakarta.

Windukencana., 2009, Mengembalikan Kesuburan Tanah Dengan Pupuk Kandang, SHVOONG, Sains, Blogspot.com.

Winoto, A. J., 2009, Produksi Furfural Dan Turunannya : Alternatif Peningkatan Nilai Tambah Ampas Tebu Indonesia, Situs Kimia Indonesia.

Zulfia., 2007, Composite Fabrication. PPT, blogspot.com.

.

sifat fisis dan mekanis pupuk biokomposit limbah …/sifat... · semoga laporan ini dapat...

Documents