29

BAB III

METODE PERANCANGAN ALAT

3.1. Studi Literature

Dalam pembuatan tugas akhir ini tidak terlepas dari teori-teori yang

berasal dari beberapa referensi sebagai penunjang tercapainya tugas akhir

ini, diantaranya berasal dari jurnal, dan artikel penelitian.

3.2. Tahapan Perencanaan alat

Perencanaan merupakan gambaran pembuatan alat yang bertujuan

untuk merencanakan seperti apa alat yang akan dibuat. Perancangan alat ini

menggunakan bahan dasar plat aluminium untuk bagian utama penutup dan

besi siku untuk membuat kerangka , berikut adalah gambar perencanaan alat

yang akan dibuat.

Gambar 3.1 Perencanaan Alat Pengarangan

29

3.3. Perancangan Alat

Dalam melakukan suatu perancangan, dilakukan modifikasi microwave

untuk menciptakan sebuah alat pengarangan briket menggunakan gelombang

mikro dengan penambahan gas nitrogen.

Gambar 3.2 Rancangan Alat Pengarangan

Pada gambar diatas, akan dilakuan pelubangan pada bagian atas

microwave untuk meletakan tabung reaktor. Pada bagian luar ditambah

penutup microwave dengan bahan plat aluminium ketebalan 2 mm dengan

kerangka besi yang dibentuk dengan ukuran yang sudah ditentukan.

Pada proses perancangan alat pengarangan ini dibutuhkan beberapa alat

dan bahan pendukung serta prosedur pemakaian alat yaitu sebagai berikutn :

30

a. Alat dan Bahan

Dalam perancangan ini dibutuhkan alat dan bahan yang digunakan

sebagai penunjang diantaranya:

Tabel 3.1 Daftar Komponen

Komponen Spesifikasi

Microwave

Plat Aluminium

Besi Siku

Plat Besi Strip

Tabung Reaktor

Gas Nitrogen

Termokopel

Flow Meter

Nepel Gas

Selang Tahan Panas

Fan (Kipas)

Wadah Air

800 watt

2 mm

3 × 3 cm tebal 3 mm

3 mm

Ø 15 cm, tinggi 35 cm

1

Mengukur Suhu Tabung Reactor

Mengukur Arus Gas Nitrogen

Penghubung Selang

Mengalirkan Gas Nitrogen

Pendingin Tambahan Microwave

Mencegah udara masuk dari selang

output

Selain komponen diatas, untuk mewujudkan pengarangan briket

menggunakan gelombang mikro juga dibutuhkan alat dan bahan pendukung

perakitan ,meliputi:

1) Las SMAW 600 watt

2) Mesin potong besi

3) Gerinda

4) Palu

5) Kunci pas

6) Obeng

10) Paku rivet

11) Baut dan mur

12) Elektroda

13) Mata gerinda potong

14) Mata bur

15) Selang bakar

31

7) Tang rivet

8) Mesin bor

9) Meteran

16) Timah

17) Penggaris

18) Spidol

Setelah semua bahan dan alat terkumpul, pertama yang akan

dilakukan adalah membuat kerangka alat dengan menggunakan besi siku

dengan ukuran 3x3 mm.

Gambar 3.3 Disain Kerangka Alat Pengarangan

Kemudian semua bahan akan dipotong sesuai dengan ukuran yang

sudah ditentukan seperti besi siku dan plat aluminium menggunakan gerinda

potong. Pada proses penyambungan bahan kerangka sendiri dilakukan

pengelasan menggunkan las tipe SMAW (Shealded Metal Arcwelding)

dengan daya 600 Watt. Pengecatan juga perlu dilakukan agar melindungi

kerangka dari korosi atau terjadinya karat pada besi kerangka.

32

Setelah proses pembuatan kerangka selesai, kerangka ditutup

menggunakan plat aluminium yang sudah dipotong sesuai ukuran yang

ditentukan. Plat aluminium dipasang menggunakan paku ripet pada seluruh

bagian bodi kerangka. Khusus bagian atas, plat aluminium dilubangi dengan

ukuran diameter 250 mm untuk tempat memasukan dan mengeluarkan

bahan briket tepat diatas tabung reaktor. Selain untuk penutup kerangka,

plat aluminium juga berfungsi untuk penutup kedua selain penutup yang

ada ditabung reaktor. Penutup tersebut berbentuk lingkaran yang

disesuaikan dengan ukuran lubang yang ada pada kerangka bagian atas.

b. Perancangan Komponen

33

Gambar 3.4. Komponen Alat Pengarangan

Keterangan gambar :

1) Regulator

2) Selang input

3) Gas nitrogen

4) Termokopel

5) Tabung reaktor

6) Lampu indikator daya dan waktu

7) Wadah berisi air

8) Tombol pengatur daya

dan waktu

9) Selang output

10) Fan (kipas)

11) Flow meter

Perancangan perangkat pengarangan briket menggunakan

gelombang mikro dengan penambahan gas nitrogen ini adalah proses

perakitan alat utama dan komponen pendukung seperti pemasangan tabung

gas nitrogen, selang input, dan selang output. Sebelum perakitan,

microwave sudah mengalami modifikasi yaitu menghilangkan beberapa

komponen pada microwave seperti cover, sensor penutup, dan motor

pemutar otomatis yang berada didalam ruang pemantul gelombang. Salain

itu, pada proses perancangan ini juga memasang komponen pendukung

lainnya seperti flow meter, termokopel, kipas pendingin, dan lain-lain.

Pada proses perancangan ini terbagi dalam 3 blok, blok diagram

tersebut terdiri dari input, proses, dan juga output. Dapat dilihat pada

gambar berikut:

34

Gambar 3.5 Blok Diagram Proses Pengarangan

Dari blok diagram diatas terdapat 3 blok yaitu input, proses dan juga

output, yang masing-masing dapat dijelaskan sebagai berikut:

1) Input

a) Gas Nitrogen : berfungsi untuk variasi pencampuran bahan briket

b) Kontrol panel : berfungsi untuk memberikan pilihan jumlah waktu dan

daya yang akan dipakai.

c) Bahan : berfungsi untuk sempel uji coba yang menggunakan sekam

padi sebagai bahan uji.

2) Proses

Tabung reaktor : berfungsi untuk media pengarangan bahan briket

yang akan diproses.

3) output

a) Hasil pengarangan dalam bentuk padat pada tabung raktor.

Gas

nitrogen

Kontrol

panel

Hasil pengarangan Tabung

reaktor

Bahan

35

c. Sandart Operasional Prosedur

Dalam pembuatan alat pengarangan briket menggunakan gelombang

mikro mempunyai Standart operasional prosedur atau cara

mengoperasionalkan alat dengan baik dan benar, antara lain :

1) Berdoa sebelum melakukan pemakaian alat yang akan digunakan.

2) Siapkan bahan dan alat ukur yang akan dipakai.

3) Menggunakan sarung tangan selama pemakaian alat.

4) Sebelum proses pemanasan pastikan selang yang terhubung dari gas

nitrogen ke tabung reaktor tidak ada kebocoran.

5) Nyalakan alat dengan menghubungkan stopkontak kearus listrik

6) Masukan bahan yang sudah ditentukan dengan cara membuka penutup

tabung reaktor dan lapisan penutup kedua dan bahan dimasukan

kedalam tabung reaktor.

7) Tutup kembali tabung reakor dengan karet yang berfungsi untuk

mencegah keluarnya gas nitrogen disekitar tabung kemudian tutup

kembali penutup kedua

8) Setelah memasukan bahan atur tekanan gas nitrogen yang akan

dialirkan kedalam tabung reaktor dengan kecepatan yang sudah

ditentukan.

9) Atur daya yang dipakai dengan cara menekan tombol daya pada

keypad. Jika belum sesuai dengan daya yang dibutuhkan tekan

kembali sampai sesuai dengan yang diinginkan.

36

10) Kemudian atur waktu dengan cara menekan tombol waktu pada

keypad. Tombol waktu dibagi menjadi 4 waktu yaitu 30 detik,

kelipatan 3 detik , kelipatan 10 menit, dan kelipatan 60 menit / 1 jam.

11) Setelah mengatur daya dan waktu yang diperlukan, tekan tombol start

pada control panel dan alat akan bekerja.

12) Pada proses pengarangan, usahakan menjauh dari alat karena

pengaruh gelombang mikro yang sedang bekerja.

13) Tunggu alarm sampai berbunyi yang bertanda proses pengarangan

sudah selesai.

14) Setelah proses selesai matikan alat dengan cara menekan tombol stop

pada keypad dan menutup keran regulator agar tidak ada tekanan gas

yang keluar.

15) Tunggu beberapa menit agar panas pada tabung reaktor berkurang.

16) Kemudian ambil bahan yang berada didalam tabung dengan cara

membuka kedua tutup yang ada pada tabung reaktor dan penutup

kedua.

17) Bersihkan tabung reaktor dan tutup kembali seperti semula.

18) Lepaskan stop kontak yang terhubung kearus listrik.

19) Pastikan alat tidak terhubung arus listrk maupun arus gas nitrogen.

20) Berdoa kembali setelah pemakaian alat.

37

3.4. Prosedur penelitian

a. Program Alur Penelitian

Gambar 3.6. Diagram Alur Penelitian Torefaksi

`

Studi literature dan pendalaman kajian pustaka

Persiapan alat dan bahan

Proses pembuatan alat pengarangan

Mulai

Pengamatan perubahan

temperatur

Variasa switch daya,

arus aliran gas dan

waktu

belum

Pengambilan data berupa nilai

kalor, kadar air, dan berat abu

Melakukan proses torefaksi

limbah sekam padi dengan

penambahan gas nitrogen

Selesai

Analisis data dan pembahasan

38

b. Proses Penelitian

Pengujian karakteristik limbah sekam padi menggunakan bantuan panas

gelombang mikro dengan penambahan gas nitrogen yang dilakukan dengan

variasi aliran gas nitrogen yaitu 5, 10, dan 15 /menit dengan waktu 90 menit.

Selain variasi tersebut, proses pengambilan sempel dilakukan pengarangan

tanpa gas nitrogen dengan waktu yang sama yaitu 90 menit.

Untuk mengetahui peningkatan temperature, dilakukan pengambilan data

temperature disetiap per 10 menit menggunakan alat termokopel.

Adapun proses penelitian adalah sebagai berikut :

1) Mempersiapkan bahan dan alat.

2) Setelah itu bahan baku yang sudah dimasukkan ke dalam tabung

reaktor sebanyak 100 gram.

3) Tutup tabung reaktor dengan penambahan karet ikat agar tidak terjadi

kebocoran diarea tabung reaktor.

4) Setelah semua persiapan selesai, selanjutnya mengatur daya pada

control panel sebesar 800 watt.

5) Pemanasan bahan baku dilakukan selama 90 menit dan arus gas

nitrogen 5 /menit.

6) Pengamatan temperature dilakukan setiap kelipatan 10 menit selama

90 menit.

7) Selama 90 menit perubahan temperatur dicatat dalam tabel analisa.

39

8) Setelah pemanasan selama 90 menit dengan aliran gas nitrogen 5

/menit selesai, melakukan langkah 4-8 dengan arus gas nitrogen yang

berbeda dengan variasi yang sudah ditentukan.

9) Setelah proses pengarangan selesai, hasil arang sebagian dibuat briket

dengan campuran tepung kanji 10% dari berat arang.

10) Menghitung karakteristik briket sekam padi dari data yang telah

diperoleh.

c. Data penelitian

Adapun data yang diperoleh dari penelitian berdasarkan langkah diatas

adalah sebagai berikut:

1. Perubahan temperatur limbah sekam padi selama proses

pengarangan.

2. Kadar air, kadar abu dan nilai kalor arang sekam padi yang

diarangkan menggunakan alat pengarangan briket menggunakan

gelombang mikro dengan penambahan gas nitrogen.

3.5. Analisa Data

Analisis pada penelitian ini bertujuan untuk mengetahui berapa besar

aliran gas nitrogen yang efisian agar dapat pengetahui kadar kalor tertinggi,

kadar air, dan kadar abu dari penggunaan alat pengarangan briket

menggunakan gelombang mikro dengan penambahan gas nitrogen.