Bab 3 e5k49

PROPOSAL PENELITIAN PEMBUATAN BIOPELET DARI CANGKANG KACANG TANAH UNTUK ADSORBSI LIMBAH CAIR TEKSTIL

Disusun oleh :

Dede Septi Widia M.S

(3335140808)

Isna Dewiyanti

(3335141878)

JURUSAN TEKNIK KIMIA – FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA CILEGON – BANTEN 2018

Proposal Penelitian

PEMBUATAN BIOPELET DARI CANGKANG KACANG TANAH UNTUK ADSORBSI LIMBAH CAIR TEKSTIL

Diajukan oleh:

Dede Septi Widia. M.S (3335140808) Isna Dewiyanti (3335141878)

telah diperiksa dan disetujui oleh dosen pembimbing

Dosen Pembimbing I

Wardalia, ST., MT NIP : 198406202008122002

Cilegon,

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami persembahkan kehadirat Tuhan Yang Esa, karena berkat rahmat dan karunia-Nya semata sehingga penulis mampu menyelesaikan penyusunan laporan proposal penelitian dengan judul “Pembuatan Biopelet dari cangkang kacang tanah untuk adsorbsi limbah cair tekstil”. Penyusunan laporan proposal penelitian ini adalah untuk memenuhi salah satu persyaratan kelulusan pada Universitas Sultan Ageng Tirtayasa Jurusan Teknik Kimia. Penyusunannya dapat terlaksana dengan baik berkat dukungan dari banyak pihak. Untuk itu, pada kesempatan ini peneliti mengucapkan terima kasih kepada : 1. Bapak Endang Suhendi, ST., M.Eng , Ketua Jurusan Teknik Kimia Universitas Sultan Ageng Tirtayasa 2. Wardalia, ST., MT , selaku dosen pembimbing. 3. Keluarga yang selalu memberikan motivasi dan dukungan doa 4. Teman – teman satu angkatan yang selalu memberikan motivasi, dukungan, semangat, canda dan tawa Semua pihak yang tidak bisa peneliti sebutkan satu – persatu yang telah membantu penulis baik langsung maupun tidak langsung dalam menyelesaikan laporan penelitian ini. Walaupun demikian, dalam laporan penelitian ini, peneliti menyadari masih belum sempurna. Oleh karena itu, peneliti mengharapkan saran dan kritik demi kesempurnaan penelitian ini. Namun demikian adanya, semoga proposal skripsi ini dapat dijadikan acuan tindak lanjut penelitian selanjutnya dan bermanfaat bagi kita semua. Cilegon,

12

Peneliti

November

2018

RINGKASAN

Adsorbsi merupakan peristiwa penyerapan bahan dari suatu komponen campuran gas/cair di daerah antar fasa dimana bahan yang akan dipisahkan ditarik oleh permukaan zat padat. Tujuan dari penelitian ini yaitu untuk mengurangi kadar logam berat pada industri limbah batik dengan menggunakan proses adsorpsi dari biopelet cangkang kacang tanah. Pada penelitian ini, bahan yang digunakan yaitu dari limbah cangkang kacang tanah. Cangkang kacang tanah dicuci terlebih dahulu, kemudian dikeringkan dibawah sinar matahari selama 2 hari. Cangkang kacang tanah tersebut di karbonisasi dan di blender hingga ukuran 80 mesh. Serbuk cangkang kacang tanah dibuat dalam bentuk biopelet dengan variasi perbandingan komposisi antara cangkang kacang tanah dengan tepung kanji. Selanjutnya biopelet dicampurkan dengan limbah cair industry tekstil kemudian dilakukan proses biosorpsi dengan menggunakan Jar Test dengan variasi waktu pengadukan. Setelah itu dilakukan penyaringan, filtratnya didestruksi terlebih dahulu sebelum dilakukan pengukuran logam berat dengan AAS.

BAB III METODE PENELITIAN

3.1 Tahapan Penelitian Adapun Tahapan Penelitian ini dibagi dalam beberapa tahap, yaitu tahap preparasi bahan, tahap pencetakan biopelet, serta tahap pengukuran logam berat pada Limbah Tekstil 3.1.1 Tahap Preparasi Biosorben Cangkang kacang tanah

Pencucian

Pengeringan Proses karbonisasi dengan furnace pada suhu 500 ºC selama 24 jam Penghalusan

Pengayakan (screener 80 mesh)

Serbuk karbon cangkang kacang tanah

Gambar 1 Diagram alir tahap preparasi biosorben

1.1.2

Tahap Aktivasi Biosorben

Serbuk karbon cangkang kacang tanah Aktivator H3PO4 1M,

Perendaman ( 2 jam, 28 oC)

100 ml Penyaringan Akuades Pembilasan

Pengeringan ( 1 jam , 120 oC )

Serbuk arang cangkang kacang tanah Simpan dalam wadah tertutup

Gambar 2. Diagram alir tahap aktivasi biosorben

1.1.3

Tahap Pencetakan Biopelet

Serbuk arang cangkang kacang tanah + tepung kanji

Pencetakan biopelet

Pelet

Pengeringan biopelet Analisa mutu biopelet

Gambar 3. Diagram alir tahap pencetakan biopelet

3.1.4 Tahap pengukuran logam berat pada Limbah Tekstil

500 ml limbah

Analisa BOD, COD, pH sebelum adsorpsi

1 gr pelet

Proses biosorpsi dengan Jar Test (250

biosorben

rpm, selama 30, 60, dan 90 menit) Penyaringan

Analisa BOD, COD, pH, dan konsentrasi logam berat Pb dengan Spektrofotometri Serapan Atom (AAS)

Gambar 4. Diagram Alir Pengukuran logam berat pada limbah tekstil

3.2 Prosedur Penelitian Prosedur penelitian ini terbagi menjadi 3 yaitu tahap preparasi bahan, tahap pencetakan biopelet dan tahap pengukuran logam berat pada Limbah Tekstil 3.2.1 Tahap Preparasi Biosorben Cangkang kacang tanah dicuci dengan air untuk menghilangkan kotoran, tanah, ataupun debu yang masih menempel di permukaan cangkang kacang tanah, dan dikeringkan dibawah sinar matahari selama 2 hari. Kemudian dikarbonisasi menggunakan furnace dengan suhu 450 oC dengan waktu yaitu 90 menit, dan di blender hingga ukuran 80 mesh kemudian serbuk arang kullit kacang tanah disimpan dalam wadah tertutup yang kedap air dan kedap udara[14] . 3.2.2 Tahap Aktivasi Biosorben Proses aktivasi dilakukan secara kimia dengan merendam karbon pada larutan H3PO4 1M dan NaOH 1M sebanyak 100 ml selama 2 jam dalam suhu ruang kemudian disaring dan dilakukan pembilasan dengan akuades untuk penetralan. Karbon yang telah netral dikeringkan dengan oven pada temperatur 120 oC selama satu jam sehingga diperoleh massa yang konstan dan disimpan dalam wadah tertutup yang kedap air dan kedap udara.

3.2.3 Tahap Pencetakan Biopelet Pelet dibuat dari variasi perbandingan komposisi serbuk arang cangkang kacang tanah : tepung kanji adalah 120 : 24 gram, 180 : 30 gram, dan 245 : 35 gram, sedangkan komposisi air diatur sesuai kebutuhan. Pembuatan pellet arang menggunakan alat cetak pelet kempa hidrolik dengan tekanan 2 ton dengan suhu

180 oC. Setelah biopelet dihasilkan, selanjutnya dilakukan pengeringan biopelet 812 jam dibawah sinar matahari. Kemudian dilakukan analisa mutu biopelet yang dihasilkan meliputi: kadar air, uji tekan dan struktur pori [6], [8] .

3.2.4 Tahap Pengukuran Logam berat pada Limbah Tekstil Limbah industri tekstil yang telah diketahui karakteristiknya, masing masing sebanyak 500 mL dimasukkan ke dalam gelas beaker, selanjutnya dilakukan pengukuran logam berat pada limbah sebelum proses biosrpsi . Ke dalam gelas beaker ditambahkan 1 gram pelet biosorben, kemudian dilakukan proses biosorpsi dengan menggunakan Jar Test dengan kecepatan pengadukan 250 rpm selama 30, 60, dan 90 menit. Setelah itu dilakukan penyaringan dengan kertas saring, filtratnya didestruksi

terlebih

dahulu

sebelum

dilakukan

pengukuran

COD

(SNI

6989.2:2009), BOD (SNI 6989.72:2009), pH (SNI 06-6989.11-2004), dan logam berat timbal (Pb) dengan AAS (SNI 6989.8:2009)[13] .

3.3 Alat dan Bahan Penelitian 3.3.1 Alat Adapun alat yang diperlukan dalam penelitian ini yaitu : a.

Buret

k.

Jar Test

b.

Corong

l.

Neraca Analitik

c.

Erlenmeyer

m. Tabung Reaksi

d.

Furnace

n.

Thermometer

e.

Gelas Beker

o.

Pipet Tetes

f.

Gelas Ukur

p.

Spektrofotometri (AAS)

g.

Alat Kempa Hidrolik

h.

Kaca Arloji

i.

Kertas Saring

Serapan

Atom

j.

Ayakan

3.3.2 Bahan Bahan-Bahan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah : a. Aquades b. Cangkang kacang Tanah c. Tepung Kanji d. Limbah Tekstil e. NaOH 1 M f. H3PO4 1 M

3.4 Variabel Penelitian Adapun dari percobaan ini terdapat 3 variabel yaitu variabel bebas, tetap dan terikat. Variabel tetap dalam penelitian ini adalah jumlah air limbah yang akan di uji. Variabel bebasnya yaitu variasi perbandingan komposisi serbuk arang cangkang kacang tanah : tepung kanji, serta variasi waktu dalam proses biosorpsi. Variabel terikat dari penelitian ini adalah biopelet yang dihasilkan.

3.5 Metode Pengumpulan dan Analisa Data Analisa yang dilakukan dalam penelitian ini adalah analisa mutu biopelet, COD, BOD, dan pH 1.5.1 Analisa Mutu Biopelet 1.5.1.1 Densitas Kerepatan pemadatan biopelet diukur dengan cara mencurahkan sampel kedalam gelas ukur, kemudian sampel gelas ukur tersebut dilihat ketinggiannya berdasarkan ketinggian yang tertera pada gelas ukur, untuk volume biopelet diukur dengan menenggelamkan sampel kedalam air didalam gelas ukur. Densitas dihitung dengan.

Densitas (gr/m3) =

𝐵𝑒𝑟𝑎𝑡 𝑏𝑎ℎ𝑎𝑛 𝑠𝑎𝑚𝑝𝑒𝑙 (𝑔𝑟) 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒 𝑠𝑒𝑡𝑒𝑙𝑎ℎ 𝑝𝑒𝑚𝑎𝑑𝑎𝑡𝑎𝑛 (𝑚3)

………………….(3.1)

1.5.1.2 Uji Tekan Pengujian kadar kekerasan pelet dilakukan dengan alat hardnester . yaitu dengan memberikan tekanan terhadap biopelet. Pada alat terdapat satuan yaitu (kg). Pada saat melakukan tekanan perlu diperhatikan pelet pecah ditunjukkan pada angka keberapa. Angka tersebut merupakan tingkat kekerasan biopelet tersebut.

1.5.1.3 Kadar Air Penetapan kadar air dilakukan dengan mengambil 1 gram sampel dan diletakkan dalam cawan porselen dengan bobot yang sudah diketahui. Kemudian dikeringkan dalam oven dengan suhu 100oC selama 24 jam sampai kadar air konstan. Kemudian didinginkan kedalam desikator sampai suhu stabil dan timbang, kadar air dihitung dengan rumus: Kadar air =

𝐵𝐵−𝐵𝐾𝑇 𝐵𝐾𝑇

x 100% …………………………………………...(3.5)

Keterangan : BB = Berat bahan sebelum di oven BKT = Berat bahan setelah di oven

1.5.2 Analisa COD Analisa ini dilakukan untuk mengetahui perubahan pencemar kimia-organik pada air limbah tekstil. Berdasarkan SNI 6989.2:2009 Chemical Oxygen Demand (COD) adalah jumlah oksidan Cr2O72- yang bereaksi dengan contoh uji dan dinyatakan sebagai miligram oksigen untuk tiap 1000 ml contoh uji.

1.5.3 Analisa BOD Berdasarkan SNI 6989.72:2009 Biochemical Oxygen Demand (BOD) adalah jumlah miligram oksigen yang dibutuhkan oleh mikroba aerobik untuk menguraikan bahan organik karbon dalam 1 L air selama 5 hari pada suhu 20 oC ± 1 oC.

1.5.4 pH Nilai pH air digunakan untuk mengekspresikan kondisi air limbah dalam keadaan asam < 7, basa > 7, dan netral ditunjukkan dengan angka 7. pH ini mempengaruhi kehidupan biologis didalam air dan lingkungan sekitar air.

3.6 Jadwal Pelaksanaan Penelitian Berikut ini adalah rancangan rencana jadwal pelaksanaan penelitian :

No

Kegiatan

Bulan Ke1

1

Pembuatan Proposal Penelitian

2

Seminar Proposal Penelitian

3

Persiapan Alat

dan

Bahan 4

Pembuatan Biosorben

5

Pembuatan Biopelet & Pengukuran Logam Berat pada Limbah Tekstil

6

Analisa Sampel

7

Pembuatan Laporan

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Hasil Penelitian 8

Seminar Hasil Penelitian

DAFTAR PUSTAKA

[1] Agustina, T., dan Badewasta, H. 2009. Pengolahan Limbah Cair Industri Batik Cap Khas Palembang dengan Proses Filtrasi dan Adsorpsi. Bandung: Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia Indonesia. [2] Bhattacharya SC. 1998. Appropriate biomass energy technologies: issues and problems. Renewable Energy Sources for Rural Areas in Asia and The Pacific. Japan: Tatsumi Printing Co., Ltd: 26-53. [3]

Budiono, A; Suhartana; dan Gunawan. 2009. Pengaruh Aktivasi Arang Tempurung Kelapa Dengan Asam Sulfat dan Asam Posfat untuk Adsorpsi Fenol. E-Journal. Universitas Diponegoro. pp. 1-12.

[4]

Fantozzi S, and Buratti C. 2009. Life cycle assessment of biomass chains: Wood pellet from short rotation coppice using data measured on a real plant. Biomass Energy 34 (2010): 1796-1804.

[5]

Kipling . 1965. Jenis – Jenis Adsorbsi. (diakses pada 25 Oktober 2018)

[6]

Kurniawan, O. dan Marsono., 2008. Superkarbon, Bahan Bakar Alternatif Pengganti Minyak Tanah dan Gas. Penebar Swadaya. Jakarta.Ranjan, M.S., Kumar, M.M., Kumar, P.A., Preparation of Biodiesel from Crude Oil of Simarouba glauca Using CaO As A Solid Base Catalyst, Research Journal of Recent Sciences, Vol. 1 (9), pp. 49-53, 2012.

[7]

Kvech, Steve, and T. Erika. 1998. Activated Carbon. Departement of Civil and. Environmental Engineering. Virginia Tech University. United States of America.

[8]

Laia, P.O. Daniel,. Santiyo,. dll. 2015. “Karakteristik Karbon Pelet Campuran Rumput Gajah dan Tempurung Nyamplung”. Jurnal Penelitian Hasil Hutan. Vol. 35. No. 1, Maret 2017. Bogor: Pusat Penelitian dan Pengembangan.

[9]

Lehtikangas P. 2001. Quality properties of pelletised sawdust, logging residues and bark. Biomass Bioenergy 20:351–360.

[10] Lubis, Alfian Syukri,. Muhammad Romli,. dkk. 2015. “Mutu Biopelet dari Bagas, Cangkang kacang Tanah, dan POD Kakao”. Jurnal Teknologi Industri Pertanian, 26 (1): 77-86. Bogor: Departemen Teknologi Industri Pertanian IPB. [11] Maria Christina P., Mu’nisatun S., Rany Saptaaji dan Djoko Marjanto. 2007. Studi Pendahuluan Mengenai Degradasi Cair Azo (Metil Orange) dalam Pelarut Air Menggunakan Mesin Berkas Elektron 340 keV/10 mA. JFN. Vol.1 No.1, ISSN 1978-8738. Hlm. 31-44. [12] Marsh, H. and R. R. Francisco. 2006. Activated Carbon. Elsivier Science and Technology Books. Ukraina. [13] Martins, B.L., Cruz C.V., Luna, A.S., and Henriques, C.A. 2006. A Sorption and desorption of Pb2+ ions by dead Sargassum sp Biomass. Biochemical Engineering Journal. Vol. 27, No. 3. Hlm 310-314. [14] McCabe, W., Smith, J.C., and Harriot, P., 1993, “Unit Operation of Chemical Engineering”. United States of America: McGraw Hill Book, Co. [15] Ramachandran, Ambady & Snehalata,C., 2009, Diabetes Melitus; In: Gibney, B.J., Margetts, B.M., Kearney, J.M., & Arab,L., Gizi Kesehatan Masyarakat, diterjemahkan oleh Hartono, A., Jakarta: EGC, hal 407-408. [16]

Ratnawati, Emmy,. Sri Pudji Rahayu,.dll. 2011. “Pengurangan Logam Berat pada Limbah Cair Industri Percetakan dengan Teknologi Biosorpsi”. Jurnal Kimia Kemasan, Vol. 33. No. 2, Oktober 2011: 143-151. Jakarta: Balai Besar Kimia dan Kemasan.

[17] Rusdi, dan Wardalia. 2017. “Pengaruh Waktu Karbonisasi pada Adsorben Cangkang Kacang Tanah terhadap Degradasi Cair Methyl Violet. Jurnal Integrasi Proses. Vol.6. No.4. pp 176-179, Desember 2017. Cilegon Banten: Universitas Sultan Ageng Tirtayasa. [18] S. Ketaren. (1986). Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak Pangan, Jakarta : UIPress.

[19] Sheindorf, CH. 1980. A Freundlich-Type Multicomponent Isotherm. Division of Environment and Water Resourch Enginering. Haifa, Israel: Departement of Chemical Enginering. Technion Israel Institute of Technology. [20]

Sinly, E.P., dan Johan, A.P. 2007. Bioremoval, Metode Alternatif untuk Menanggulangi Pencemaran Logam Berat, Artikel, Universitas Lampung.

[21] Erlinda Sulistyani, E., dll. 2013. Pengaruh Temperatur terhadap Adsorbsi Karbon Aktif Berbentuk Pelet Untuk Aplikasi Filter Air. Seminar Nasional Fisika, Universitas Negeri Jakarta, [22] Treybal, Robert E.1981. “Mass Transfer Operations”, 3th edition. New York: Mc Graw Hill, Inc. [23] Zikrina Hanifah Herfiani, Arya Rezagama, Muhammad Nur. 2017. Pengolahan Limbah Cair Cair Jenis Indigosol Blue (C.I Vat Blue 4) sebagai Hasil Produksi Kain Batik Menggunakan Metode Ozonasi dan Adsorpsi Arang Aktif Batok Kelapa terhadap parameter COD dan Warna. Jurnal Teknik Lingkungan. Volume 6 (3). Hal 1-10.