i
TUGAS AKHIR
KAJIAN PRODUKSI NANO PARTIKEL DARI ARANG AKASIA
DENGAN TUMBUKAN BOLA BAJA DIAMETER 5/16, 1/4, 3/16,
5/32 INCHI
Disusun Sebagai Syarat Untuk Mencapai Gelar Sarjana Teknik
Jurusan Teknik Mesin Fakultas Teknik
Oleh:
ARIEF RAHMAN HAKIM NIM : D200110078
PROGRAM STUDI TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2018
vi
MOTTO
“Ya tuhanku, berilah aku petunjuk agar aku dapat mensyukuri nikmat-Mu
yang telah Engkau limpahkan kepadaku dan kepada kedua orang tuaku, dan
agar aku dapat berbuat kebajikan yang engkau ridhai, dan berilah aku
kebaikan yang akan mengalir sampai kepada anak cucuku. Sungguh, aku
bertobat kepada Engkau, dan sungguh, aku termasuk orang muslim”
(Q.S. Al-Ahqaf 15)
“The people will remember you for what you won”
(Zlatan Ibrahimovic)
“Walau beribu-ribu rintangan kita selalu tebas, walau berjuta-juta halangan
kita pasti berantas. Maju terus pantang mundur”
(Slank-Jurustandur)
“Tidak perlu menjadi pahlawan untuk melakukan sesuatu yang hebat,
bersaing dengan manusia lain hanya akan mendapat piala biasa, kita hanya
butuh motivasi dan tujuan yang menantang untuk melakukan sesuatu yang
hebat”
(Edmund Hillary)
“Jangan takut menatap masa depan karena percuma berangan dimasa lalu”
(Penulis)
vii
HALAMAN PERSEMBAHAN
Dengan penuh harap ridho Allah SWT, teriring perasaan syukur
dan sabar yang mendalam serta penghargaan yang tinggi, setelah
melewati berbagai ujian dalam perjuangan yang tak kenal lelah, Saya
persembahkan Tugas Akhir ini kepada:
Bapak, Ibu, kakak dan seluruh Keluarga tercinta yang dengan segala
kasih sayang, kesabaran, keikhlasan dan pengorbanannya senantiasa
membimbing dan mendo’akanku.
Teman-teman Teknik Mesin angkatan 2011 yang selalu menyemangati
dan hadir seperti Keluarga.
Teman seperjuangan mahasiswa bimbingan Ir. H. Supriyono, MT,
Ph.D yang selalu saling membantu dan berjuang bersama.
Dosen Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta yang telah
membimbing Saya di dalam perkuliahan.
Bapak masyrukan, ST, MT. selaku Pembimbing Akademik. Saya
berterimakasih atas pengarahan dan bimbingannya yang telah banyak
Saya terima selama berada di Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Bapak Ir. H. Supriyono, MT, Ph.D selaku Pembimbing Utama Tugas
Akhir. Saya berterimakasih atas pengarahan dan bimbingannya yang
telah banyak Saya terima selama berada di Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
Keluarga Besar DINAMIK FT UMS yang telah memberikan dukungan
dan semangat dalam penulisan skripsi ini.
viii
KAJIAN PRODUKSI NANO PARTIKEL DARI ARANG AKASIA DENGAN
TUMBUKAN BOLA BAJA DIAMETER 5/16, 1/4, 3/16, 5/32 INCHI
Arief Rahman Hakim, Dr. Supriyono
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani PabelanTromol Pos I Pabelan, Kartasura
Email: [email protected]
ABSTRAK
Nanoteknologi adalah pembuatan dan penggunaan materi dengan
ukuran sangat kecil yang mencapai 1 sampai 1000 nm. Dalam
penelitian ini bahan yang digunakan untuk pembuatan nanopartikel
berasal dari arang tanaman akasia. Arang akasia adalah suatu produk
yang diperoleh dari hasil pembakaran tidak sempurna terhadap
tanaman akasia. Penelitian ini menggunakan metode top-down dalam
pembuatan partikel. Alat yang digunakan pada penelitian ini adalah
modifikasi shaker mils dengan kecepatan motor 1000Rpm, selama 2,5
juta siklus dengan variasi ukuran penumbuk bola baja yaitu berukuran
5/16, 1/4, 3/16 dan 5/32 inchi. Dari pengujian ini selanjutnya
nanopartikel diuji dalam pengujian PSA, SEM dan EDX. Pengujian PSA
beertujuan untuk mengetahui ukuran dari partikel arang akasia.
Pengujian SEM bertujuan untuk mengetahui bentuk dari partikel yang
diuji. Pengujian EDX bertujuan untuk mengetahui komposisi dari partikel
arang akasia. Pada pengujian PSA yang dilakukan partikel sudah
mencapai ukuran nano tetapi ada juga yang masih berukuran mikro.
Dari pengujian SEM yang dilakukan partikel berbentuk bulat, lonjong
dan tidak beraturan. Dari pengujian EDX yang dilakukan unsur karbon
sangat dominan pada partikel.
Kata kunci: Nanopartikel, PSA, SEM, EDX
ix
STUDY OF THE PRODUCTION NANO PARTICLES FROM ACACIA
CHARCOAL WITH THE IMPACT OF 5/16, 1/4, 3/16, 5/32 INCH STEEL
BALLS
Arief Rahman Hakim, Dr. Supriyono
Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta
Jl. A. Yani Pabelan Tromol Pos I Pabelan, Kartasura
Email: [email protected]
ABSTRACT
Nanotechnology is the manufacture and use of materials of very small
size reaching 1 to 1000 nm. In this study the materials used for the
manufacture of nanoparticles came from acacia plant charcoal. Acacia
charcoal is a product obtained from incomplete combustion of acacia plants.
This research uses top-down method in particle making. The tool used in this
research is the modification of shaker mils with 1000Rpm motor speed, for
2.5 million cycles with variations of the size of the steel ball pounder is sized
5/16, 1/4, 3/16 and 5/32 inchi. From this test the nanoparticles were then
tested in PSA, SEM and EDX tests. PSA testing aims to determine the size of
the acacia charcoal particles. The SEM test aims to determine the shape of
the particles tested. EDX testing aims to determine the composition of acacia
charcoal particles. In PSA testing the particles have reached the nano size
but some are still micro size. From SEM testing performed spherical, oval and
irregular particles. From EDX testing conducted carbon element is very
dominant on the particles.
Keywords: Nanoparticles, PSA, SEM, EDX
x
KATA PENGANTAR
Assalamu’alaikum Wr. Wb
Segala puji syukur atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan
rahmat dan Hidayahnya sehingga penulis mampu menyelesaikanTugas Akhir
ini dengan baik.
Tugas Akhir yang berjudul “KAJIAN PRODUKSI NANO PARTIKEL
DARI ARANG AKASIA DENGAN TUMBUKAN BOLA BAJA DIAMETER
5/16, 1/4, 3/16, 5/32 INCHI” disusun untuk memenuhi persyaratan Sidang
Sarjana S-1 pada Jurusan Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas
Muhamadiyah Surakarta.
Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis banyak mendapat bantuan
dari berbagai pihak. Untuk itu pada kesempatan ini penulis mengucapkan
terimakasih kepada:
1. Bapak Ir. H. Sri Sunarjono MT, Ph.D selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Ir. Subroto, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin Fakultas
Teknik Universitas Muhammadiyah Surakarta.
3. Bapak Masyrukan, ST, MT. selaku Pembimbing Akademik yang telah
banyak membimbing saya selama berada di Universitas Muhammadiyah
Surakarta.
4. Bapak Ir. H. Supriyono, MT. Ph.D selaku Dosen Pembimbing Tugas Akhir
yang telah membimbing, mengarahkan, memberi petunjuk dalam
penyusunan Tugas Akhir ini.
5. Dosen Jurusan Teknik Mesin beserta Staff Tata Usaha Fakultas Teknik.
6. Ibu tercinta yang senantiasa selalu mencintai, memberikan dukungan dan
mendo’akan penulis dalam menyelesaikan Tugas Akhir.
xi
7. Bapak tercinta yang telah memberikan do’a dan dukungan baik moril
maupun materil dalam menyelesaikanTugas Akhir ini.
8. Teman - teman Teknik Mesin angkatan 2011 yang sudah banyak
membantu saya dan mendukung saya dalam perkuliahan selama di
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
9. Teman seperjuangan mahasiswa bimbingan Ir. H. Supriyono, MT, Ph.D
yang sudah banyak membantu saya dalam menyelsaikan Tugas Akhir ini.
10. Keluarga Besar Divisi Pecinta Alam Mahasiswa Teknik, DINAMIK FT
UMS yang telah banyak sekali membantu dalam menyelsaikan Tugas
Akhir ini.
Akhir kata, penulis mohon maaf sebelum dan sesudahnya, jika
sekiranya terdapat kesalahan dan kekurangan dalam penulisan Tugas Akhir
ini, yang disebabkan adanya keterbatasan – keterbatasan antara lain waktu,
dana, literature yang ada dan pengetahuan yang penulis miliki. Harapan
penulis semoga laporan ini bermanfaat untuk pembaca.
Tugas Akhir ini semoga dapat bermanfaat khususnya bagi penulis dan
pihak lain yang membutuhkan, Aamin ya Robbaal alamin.
Wassalamu’alaikum. Wr. Wb.
Surakarta 09 Juli 2018
Penulis
xii
DAFTAR ISI
Halaman Judul ............................................................................................... i
Halaman Pernyataan Keaslian Tugas Akhir ................................................. ii
Halaman Persetujuan ................................................................................... iii
Halaman Pengesahan .................................................................................. iv
Lembar Soal Tugas Akhir ............................................................................. v
Halaman Motto .............................................................................................. vi
Halaman Persembahan ............................................................................... vii
Abstrak ......................................................................................................... viii
Kata Pengantar ............................................................................................. x
Daftar Isi ...................................................................................................... xii
Daftar Gambar ............................................................................................. xv
Daftar Tabel ................................................................................................. xvi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah ............................................................. 1
1.2 Tujuan Penelitian ....................................................................... 2
1.3 Perumusan Masalah .................................................................. 2
1.4 Batasan Masalah ....................................................................... 3
1.5 Manfaat Penelitian ..................................................................... 3
1.6 Metodologi Penelitian ................................................................. 4
1.7 Sistematika Penulisan ................................................................ 4
xiii
BAB II DASAR TEORI
2.1 Tinjuan Pustaka .......................................................................... 6
2.2 Landasan Teori .......................................................................... 7
2.2.1 Nanoteknologil ................................................................... 7
2.2.2 Tumbukan ........................................................................ 10
2.2.3 Particle Size Analyzer (PSA) ............................................ 12
2.2.4 Scanning Electron Microscope (SEM) .............................. 12
BAB III METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Diagram Alir ............................................................................... 15
3.2 Alat dan Bahan .......................................................................... 16
3.2.1 Bahan ............................................................................... 16
3.2.2 Alat ................................................................................... 17
3.3 Proses Pembuatan Bahan Uji ................................................... 20
3.4 Langkah Pengujian .................................................................... 21
3.5 Teknik Analisa ........................................................................... 22
3.5.1 Pengamatan Ukuran Partikel ........................................... 22
3.5.2 Pengamatan Struktur Mikro ............................................. 22
BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
4.1 PembahasanPengujian PSA dan SEM ..................................... 24
4.2 Pembahasan Pengujian EDX .................................................... 28
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ................................................................................ 30
5.2 Saran ......................................................................................... 31
xiv
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Prinsip Kerja SEM .................................................................. 13
Gambar 3.1 Diagram Alir Penelitian ........................................................... 15
Gambar 3.2 Arang akasia .......................................................................... 16
Gambar 3.3 Aqua PI .................................................................................. 16
Gambar 3.4 Penumbuk .............................................................................. 17
Gambar 3.5 Ayakan mesh 200 .................................................................. 17
Gambar 3.6 Shaker mills ........................................................................... 18
Gambar 3.7 Tabung uji .............................................................................. 18
Gambar 3.8 Bola baja ............................................................................... 19
Gambar 3.9 Botol plastik ............................................................................ 19
Gambar 3.10 Centrifuge ............................................................................ 20
Gambar 3.11 Kuvet .................................................................................... 20
Gambar 3.12 PSA (Particle Size Analyzer) ................................................ 22
Gambar 3.13 SEM(Scanning Electron Microscope) ................................... 23
Gambar 4.1 Grafik pengujian PSA(Particle Size Analyzer) ........................ 24
Gambar 4.2 Hasil SEM 5/32 Inchi .............................................................. 25
Gambar 4.3 Hasil SEM 3/16 Inchi .............................................................. 25
Gambar 4.4 Hasil SEM 1/4 Inchi ................................................................ 26
Gambar 4.5 Hasil SEM 5/16 Inchi .............................................................. 26
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Hasil Pengujian EDX (Energy Dispersion X-ray) ........................ 28