i

TUGAS AKHIR

ANALISA KOMPOSIT ARANG SEKAM PADI DAN ARANG SERBUK GERGAJI PADA REKAYASA

FILTER AIR

Tugas Akhir ini Disusun Guna Memperoleh Gelar Sarjana Strata Satu Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta Disusun Oleh :

ANTON WIDAYANTO NIM : D 200 050 064

JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2012

ii

iii

iv

v

vi

MOTTO

Belajarlah ilmu karena belajar itu khasanah, mencari ilmu itu ibadah, mengingatnya sama dengan tasbih, menyelidikinya sama dengan jihad, mengajarkannya kepada yang tidak mengetahui sama

dengan sedekah, memberikannya kepada yang berhak(ahli) itu taqqarub (mendekatkan diri dengan Allah SWT) sebab ilmu itu jalan untuk mencapai tingkat tinggi ke surga.

(Mu’adz bin Zabal)

Sesungguhnya sesudah kesulitan itu ada kemudahan, maka apabila kamu telah selesai (dari suatu urusan), kerjakanlah dengan sungguh-sungguh (urusan) yang lain. ”

(Q.S. Asy Syarh : 6 )

Orang cerdas adalah orang yang bisa meneliti mengoreksi dirinya (intropeksi), (Rowa’hu Termidzi)

Allah akan mengangkat derajatnya orang-orang yang beriman diantara kalian dan orang-orang

yang diberi ilmu dan Allah maha waspada terhadap apa yang kalian amalkan ( Q.S. Al’Muzadalah: 11)

Belajar ilmu sekehendak kalian, demi Allah kalian tidak diberi pahala sebab banyaknya ilmu

sehingga kalian mengamalkannya (Rowa’hu Abu Hasan)

Hambamu ini hanyalah sebutir pasir yang lemah tanpa bantuan Allah dan motivasinya Hambamu

ini bukanlah apa-apa dihadapanmu (Anton Way)

Berbagai macam cobaan dan rintangan telah dilalui hanya saja keimanan serta ketaqwaan yang selalu menguatkan

membimbing untuk meraih prestasi yang hakiki (Anton Way)

Sabar & Bersyukur adalah kunci keberhasilan menggapai cita-cita dan cinta dunia akherat

(Anton Way)

Hadapi masalah dengan senyuman dan abisi, hidup sekali berjuang dengan sepenuh hati (Anton Way)

vii

PERSEMBAHAN

Sembah sujud ku pada Mu Ya ALLAH, pencipta alam semesta beserta isinya

puji syukur ku pada Mu karena telah tercapainya penantian tugas akhir ku ini.

alhamdulillah……

Dengan izin Mu ini akan ku persembahkan karya ini kepada :

1. Kedua orang tua ku dan Adikku yang ku hormati, ku cintai, ku banggakan, terima kasih atas semua dukungan, dan restunya..Do’akan aku semoga menjadi anak yang bisa sholeh berbakti dan membanggakan mu selalu

2. Semua dosen Fakultas Teknik Mesin UMS yang pernah mengajar ku selama ini.Matur Nuwun sanget, Mugi jasa panjenengan sedoyo pikantuk kesaenan saking Allah SWT, Alhamdulilahi Jaza khumulauhoiroh

3. Teman seperjuangan Tugas Akhir Catur dan Ihksanu terimakasih atas kerja samanya.

4. Teman-teman seperjuangan 05, Anugrah, Anwar, Atet Ernez, Catur, Dony, Dany, Eksan, Galih, P’Tom, Tri Margono, Wahyuqiu, Wawan, Yoga, “Ckobra Community” dan lain-lainya terimakasih banyak atas dukungan hiburan dan bantuanya selama ini.

5. Semua teman-teman Teknik Mesin UMS baik yang mengenal saya maupun tidak terima kasih untuk do’a dan supportnya.

6. Teman dalam lingkup pengajian, yang selalu memotivasi untuk selalu berusaha agar bisa menyampaikan risalah-risalah Alloh diantaranya adalah sidiq, supadi dll. Alhamdulilahi jajakhumulauhoiroh.

7. Teman-teman Krida Taruna, yang selalu memompa dan motivasi dalam berbagai urusan organisasi dibranglor tidak bisa saya sebutkan satu persatu terima kasih banyak

8. Saudara-saudaraku, terdekat Ayuanita, JonMarcell, JhonYanuar, enGkek, Inspiration Way, NewTon Flash Maker.

9. Keluarga Besar,Mbah Harto Abdullah & Mbah Joyo Sam thank spirit of motivasion inspiration in tugas akhir.

10. Keluarga Besarku, semuanya yang ada di Ja-Teng & Kal-Sel.

viii

ANALISA KOMPOSIT ARANG SEKAM PADI DAN ARANG SERBUK GERGAJI PADA REKAYASA FILTER AIR

Anton Widayanto , Bibit Sugito, M. Alfatih Hendrawan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta

Jl. A. Yani Tromol Pos 1 Pabelan, Kartasura Telp. (0271) 715448 e-mail: ntoen19@yahoo.com

ABSTRAKSI

Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui hasil rekayasa filter air dengan komposit arang sekam padi dan serbuk gergaji dan mengetahui pengaruh penggunaan komposit terhadap kekeruhan, pH, besi, mangan dan zat organik.

Pada penelitian diawali dengan pembuatan komposit arang sekam padi dan serbuk gergaji lalu perakitan alat disusun sedemikian rupa berbahan pipa PVC ukuran 3 inchi , ¾ inchi, dan didalamnya terdapat susunan media penyaringan busa,komposit, batu zeolit, pasir silika. air baku yang digunakan untuk sample pengujian adalah aliran air sungai bengawan solo. Hasil uji penyaringan langsung ditentukan kadar unsurnya berdasarkan SNI di laboratorium PDAM Surakarta.

Hasil dari analisa penelitian mengalami penurunan pada kadar Kekeruhan menjadi 8.20 NTU,penurunan kadar pH 7.40 menjadi penurunan kadar Besi (Fe) menjadi 0.12 mg/L, penurunan kadar Mangan (Mn) menjadi 0.18 mg/L,penurunan kadar Zat organik menjadi 9.60 mg/L. untuk hasil pengujian air mengetahui bahwa penggunaan komposit arang sekam padi dan arang serbuk gergaji sebagai filter mampu mengurangi zat berbahaya yang terkandung dalam kadar air, sehingga dapat meningkatkan kualitas air.

Kata Kunci: Arang Sekam Padi, Filter, Komposit, Rekayasa

ix

KATA PENGANTAR

Assalamualaikum Wr. Wb.

Puji syukur Alhamdulillah kehadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan rahmad,hidayah dan inayah-Nya, sholawat serta salam

teruntuk junjungan Nabi Muhammad SAW beserta para sahabat-

sahabatnya dan para perantara agama lainnya. Penulis sangat bersyukur

karena telah menyelesaikan tugas akhir dengan baik, yang berjudul

“Analisa Komposit Arang Sekam Padi dan Arang Serbuk Gergaji Pada

Rekayasa Filter Air” Dalam penyusunan tugas akhir ini, banyak pihak

yang telah membantu penulis baik secara langsung maupun tidak

langsung. Untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan terima

kasih kepada yang terhormat :

1. Ir. Agus Riyanto, MT. sebagai Dekan Fakultas Teknik Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

2. Ir. Sartono Putro, MT. selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin.

3. Ir. Bibit Sugito, MT. selaku Pembimbing Utama.

4. Muhammad Alfatih Hendrawan, ST, MT. selaku Pembimbing

Pendamping.

5. Ir. Sunardi Wiyono, MT. selaku Pembimbing Akademik

6. Segenap dosen dan staf karyawan Jurusan Teknik Mesin Fakultas

Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.

7. Untuk Ayah, Bunda dan Adik yang senantiasa menyemangati dan

banyak membantu serta banyak merepotkan dari segi material dan

spiritual.”Alhamdulilahi Jajakhumulahu hoiroh”

x

xi

DAFTAR ISI

Halaman

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

HALAMAN PERNYATAAN ................................................................... ii

HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................. iii

HALAMAN PEGESAHAN ..................................................................... iv

LEMBAR SOAL TUGAS AKHIR ........................................................... v

HALAMAN MOTTO ............................................................................... vi

HALAMAN PERSEMBAHAN ................................................................ vii

ABSTRAKSI…………………………………………………………………..viii

KATA PENGANTAR ............................................................................. ix

DAFTAR ISI…………………………………………………………………… xi

DAFTAR GAMBAR ............................................................................... xiv

DAFTAR TABEL……………………………………………………………...xvi

DAFTAR LAMPIRAN ............................................................................ xvii

BAB I PENDAHULUAN

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

1.2. Tujuan Penelitian .............................................................. 2

1.3. Manfaat Penelitian ............................................................ 3

1.4. Batasan Masalah .............................................................. 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tinjauan Pustaka .............................................................. 4

2.2. Dasar Teori....................................................................... 5

2.2.1. Komposit ................................................................ 5

2.2.2. Komposit Partikel ................................................... 6

2.2.2.1. Partikel ...................................................... 7

2.2.2.2. Matrik ........................................................ 12

xii

2.2.3. Fraksi Berat Komposit ............................................ 12

2.2.4 Pengarangan ......................................................... 13

2.2.4.1. Arang ......................................................... 14

2.2.4.2. Arang Aktif ................................................. 16

2.2.4.3. Karbon Aktif Serbuk .................................. 16

2.2.5. Mekanisme penjernihan Air ................................... 17

2.2.6. Kemampuan Filter .................................................. 19

BAB III METODE PENELITIAN

3.1. Diagram Alir Penelitian ...................................................... 21

3.2. Bahan dan Alat .................................................................. 22

3.2.1. Bahan Penelitian .................................................... 22

3.2.2. Alat-Alat ................................................................. 25

3.3. Pengolahan Bahan ........................................................... 31

3.3.1. Cara pembuatan Arang .......................................... 31

3.3.2. Cara pembuatan Komposit .................................... 32

3.3.3. Cara pembuatan Alat Filter .................................... 34

3.4. Sample Air ......................................................................... 35

3.5. Skema Instalasi Pengujian ................................................ 36

3.7. Prosedur Penelitian ........................................................... 37

3.8. Rancangan Analisa Data ................................................... 40

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Penelitian.................................................................. 41

4.1.1. Data Hasil Pengujian .............................................. 41

4.2. Hasil Pengujian Parameter Kandungan Kekeruhan .......... 42

4.2.1. Pembahasan parameter Kandungan Kekeruhan .... 43

4.3. Hasil Pengujian Parameter Kandungan pH ....................... 43

4.3.1. Pembahasan parameter Kandungan pH ................. 44

4.4. Hasil Pengujian Parameter Kandungan Besi (Fe) ............. 45

xiii

4.4.1. Pembahasan Parameter Kandungan Besi (Fe) ...... 45

4.5. Hasil Pengujian Parameter kandungan Mangan (Mn) ....... 46

4.5.1. Pembahasan Parameter Kandungan Mangan(Mn). 47

4.6. Hasil Pengujian Parameter Kandungan Zat Organik ......... 48

4.6.1. Pembahasan Parameter Kandungan Zat Organik .. 48

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan........................................................................ 50

5.2. Saran ................................................................................. 50

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

xiv

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Partikulate Composite .................................................... 6

Gambar 2.2. Bentuk Partikel Dasar .................................................... 8

Gambar 2.3. Bentuk-Bentuk Partikel .................................................. 9

Gambar 2.4. Sifat-Sifat dari Bentuk Partikel ...................................... 10

Gambar 2.5. Proses Pembakaran Arang ............................................ 13

Gambar 2.6. Permukaan Sekam Padi yang Dibakar .......................... 14

Gambar 3.1. Flow Chart ....................................................................... 21

Gambar 3.2. Sekam Padi dan Arang Sekam Padi .............................. 22

Gambar 3.3. Serbuk Gergaji dan Arang Serbuk Gergaji ................... 23

Gambar 3.4. Lem Putih PVAc (lem fox) .............................................. 24

Gambar 3.5. Batu Zeolit,Pasir Silika dan Busa Filter ........................ 24

Gambar 3.6. Manci Pengarangan ........................................................ 25

Gambar 3.7. Blender ............................................................................ 26

Gambar 3.8. Cetakan Pipa PVC 3inchi dan Kawat Strimin ............... 26

Gambar 3.9. Alat-alat Bantu ............................................................... 27

Gambar 3.10.Oven Elektrik.................................................................. 28

Gambar 3.11.Timbangan Digital ......................................................... 28

Gambar 3.12. Meteran .......................................................................... 28

Gambar 3.13. Pipa PVC 3inchi,3/4inchi,Pipa L, Penutup .................. 29

Gambar 3.14. Lem Pipa PVC ............................................................... 30

Gambar 3.15. Mesin Bor ...................................................................... 30

Gambar 3.16. Saringan (Mesh) ............................................................ 30

Gambar 3.17. Sekam sebelum dibakar dan sudah jadi arang .......... 32

Gambar 3.18. Komposit Arang Sekam Padi dan Serbuk gergaji ..... 33

Gambar 3.19. Alat Penyaringan Sederhana ....................................... 35

xv

Gambar 3.20. Lokasi Pengambilan Sample air .................................. 35

Gambar 3.21. Skema Aliran dan Alat penjernih Air ........................... 36

Gambar 3.22. Spectrophotometer ...................................................... 38

Gambar 3.23. Hellige ............................................................................ 39

Gambar 3.24. Turbidimeter .................................................................. 39

Gambar 4.1. Histogram perbandingan pengujian filter komposit pada parameter kandungan kekeruhan ............................... 42

Gambar 4.2. Histogram perbandingan pengujian filter komposit pada paremeter kandungan pH............................................. 44

Gambar 4.3. Histogram perbandingan pengujian filter komposit pada parameter kandungan Besi (Fe) .................................. 45

Gambar 4.4. Histogram perbandingan pengujian filter komposit pada parameter kandungan Mangan (Mn) ........................... 47

Gambar 4.5. Histogram perbandingan pengujian filter komposit pada parameter kandungan Zat Organik ............................. 48

Gambar Lampiran 1. Langkah-langkah pembuatan komposit

Gambar Lampiran 2. Alat Penjernih Air

xvi

DAFTAR TABEL

Halaman

Tabel 2.1. Ukuran Mesh ......................................................................... 11

Tabel 4.1. Data hasil dari laboratorium PDAM ....................................... 41

Tabel 4.2. Batas syarat kualitas air minum ............................................ 42

Tabel 4.3. Data hasil pengujian pada parameter kandungan kekeruhan 42

Tabel 4.4. Data hasil pengujian pada parameter kandungan pH ........... 43

Tabel 4.5. Data hasil pengujian pada parameter kandungan Besi(Fe) .. 45

Tabel 4.6. Data hasil pengujian pada parameter kandungan Mangan(Mn) ……………………………………………………………………..46

Tabel 4.7. Data hasil pengujian pada parameter kandungan Zat Organik ……………………………………………………………………..48

xvii

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Langkah-langkah pembuatan komposit

Lampiran 2. Alat penjernih air

Lampiran 3. Data laporan hasil uji dari laboratorium PDAM

Lampiran 4. SNI 06-6989.25-2005 Metode uji kandungan kekeruhan

Lampiran 5. SNI 06-6989.11-2004 Metode uji kandungan pH

Lampiran 6. SNI 06-6989.4-2004 Metode uji kandungan Besi(Fe)

Lampiran 7. SNI 06-6989.41-2005 Metode uji kandungan Mangan (Mn)

Lampiran 8. SNI 06-6989.22-2004 Metode uji kandungan Zat organik