Pemanfaatan Arang Aktif Tempurung Kelapa Sawit dan Tongkol Jagung sebagai Adsorben Logam Berat pada Limbah Batik
PEMANFAATAN ARANG AKTIF TEMPURUNG KELAPA
SAWIT DAN TONGKOL JAGUNG SEBAGAI ADSORBEN
LOGAM BERAT PADA LIMBAH BATIK
FERRY SUKARTA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pemanfaatan Arang
Aktif Tempurung Kelapa Sawit dan Tongkol Jagung sebagai Adsorben Logam
Berat pada Limbah Batik adalah karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi
mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Januari 2014
Ferry Sukarta
NIM G44090090
FERRY SUKARTA. Pemanfaatan Arang Aktif Tempurung Kelapa Sawit dan
Tongkol Jagung sebagai Adsorben Logam Berat pada Limbah Batik. Dibimbing
oleh ARMI WULANAWATI dan GUSTAN PARI.
Kandungan logam berat pada limbah batik yang dibuang langsung ke
lingkungan dapat menyebabkan pencemaran dan penurunan mutu perairan.
Penggunaan arang aktif sebagai adsorben merupakan salah satu cara untuk
mengurangi kandungan logam berat pada limbah pembatikan tersebut. Pada
penelitian ini arang aktif dibuat dari tempurung kelapa sawit dan tongkol jagung.
Pengaktifan arang dilakukan dengan 2 metode, yaitu aktivasi kimia (perendaman
KOH 30%) dan aktivasi fisika (pemberian uap air). Hasil penelitian menunjukkan
arang aktif yang memenuhi Badan Standardisasi Nasional adalah arang aktif
tongkol jagung aktivasi KOH 30% yang menghasilkan kadar air 10.7%, zat
terbang 14.6%, abu 18.1%, karbon terikat 67.1%, daya jerap benzena 20.9%,
iodin 584.5 mg/g dan biru metilena 121.0 mg/g. Kondisi optimum penjerapan
logam berat terjadi pada waktu pengadukan 90 menit dan bobot arang aktif 1 gram.
Arang aktif tongkol jagung dengan aktivasi KOH 30% memiliki kapasitas
adsorpsi logam berat Fe dan Cu tertinggi berturut-turut sebesar 63.32% dan
79.15%.
Kata kunci: Arang aktif, tongkol jagung, logam berat, tempurung kelapa sawit
ABSTRACT
FERRY SUKARTA. Application of Activated Carbon from Palm Oil Shell and
Corncob as Heavy Metal Adsorbent in Batik Industry Wastewater. Supervised by
ARMI WULANAWATI and GUSTAN PARI.
Heavy metals in wastewater of batik industry dumped into the
environment can cause pollution and decrease the quality of waters. Using
activated carbon as the adsorbent is one way to reduce the heavy metals level in
the wastewater. In this study, the activated carbons were prepared from palm shell
and corn cobs. The activation was done through 2 methods, i.e. chemical
activation (KOH 30% immersion) and physical activation (steamed). The result
showed that the best activated carbon was prepared using KOH 30% treatment,
giving 10.7% moisture content, 14.6% volatile matter, 18.1% ash, 67.1%bound
carbon, 20.9% benzene adsorption, 121.0 mg/g methylene blue adsorption, and
584.5 mg/g iodine adsorption. The optimum adsorption of heavy metal was
obtained in 90 minutes contact time using 1.0 g adsorbent. The activated carbon
originated from corncob with KOH 30% treatment was capable to reduce iron and
copper up to 63.32% and 79.25%, respectively.
Keywords: activated carbon, corn cob, heavy metal, palm oil shell
PEMANFAATAN ARANG AKTIF TEMPURUNG KELAPA
SAWIT DAN TONGKOL JAGUNG SEBAGAI ADSORBEN
LOGAM BERAT PADA LIMBAH BATIK
FERRY SUKARTA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi :Pemanfaatan Arang Aktif Tempurung Kelapa Sawit dan Tongkol
Jagung sebagai Adsorben Logam Berat pada Limbah Batik
Nama
:Ferry Sukarta
NIM
:G44090090
Disetujui oleh
Armi Wulanawati, MSi
Pembimbing I
Prof (R) Dr Gustan Pari,MSi
Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Dra Purwatiningsih, MS
Ketua Departemen Kimia
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala
karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih
dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Mei 2013 ini ialah adsorben,
dengan judul Pemanfaatan Arang Aktif Tempurung Kelapa Sawit dan Tongkol
Jagung Adsorben Logam Berat pada Limbah Batik.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Armi Wulanawati MSi dan Bapak
Prof (R) Dr Gustan Pari MSi selaku pembimbing yang telah memberikan motivasi
dan masukan kepada penulis selama penelitian dan penulisan karya ilmiah ini..
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Keluarga Besar Laboratorium
Kimia Fisik dan Balai Kehutanan dan seluruh dosen staf di lingkungan
Departemen Kimia IPB atas bantuannya selama penelitian berlangsung.
Ucapan terima kasih yang terdalam disampaikan kepada keluargaku tercinta
atas segala doa, nasihat, semangat, dan masukan kepada penulis. Ucapan terima
kasih juga disampaikan kepada rekan-rekan Kimia 46 atas bantuan dan
kebersamaan selama ini dan tidak lupa juga kepada sahabat-sahabat saya yang
selalu memberi dukungan dan motivasi dalam proses penulisan karya ilmiah ini.
Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat.
Bogor, Januari 2014
Ferry Sukarta
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
METODE
2
Bahan dan Alat
2
Prosedur Kerja
2
HASIL DAN PEMBAHASAN
SIMPULAN DAN SARAN
5
13
Simpulan
13
Saran
13
DAFTAR PUSTAKA
13
LAMPIRAN
18
RIWAYAT HIDUP
23
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rendemen arang aktif tongkol jagung dan tempurung kelapa sawit
Kadar air tongkol jagung dan tempurung kelapa sawit
Kadar zat terbang tongkol jagung dan tempurung kelapa sawit
Kadar zat abu tongkol jagung dan tempurung kelapa sawit
Kadar karbon terikat tongkol jagung dan tempurung kelapa sawit
Daya jerap iodin tongkol jagung dan tempurung kelapa sawit
Daya jerap biru metilena tongkol jagung dan tempurung kelapa Sawit
Daya jerap benzena tongkol jagung dan tempurung kelapa sawit
Gambar analisis SEM arang aktif
Kapasitas adsorpsi arang aktif
5
6
6
7
8
9
9
9
10
11
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Bagan alir penelitian
Rendemen arang aktif tongkol jagung dan tempurung kelapa sawit
Analisis kadar air, kadar zat terbang, dan kadar abu
Analisis kadar karbon Terikat
Analisis daya jerap iodin
Analisis daya jerap biru metilena
Analisis daya jerap benzena
Analisis kapasitas adsorpsi lama pengadukan
Analisis kapasitas adsorpsi variasi bobot arang aktif
Karakteristik limbah Batik
15
16
16
17
18
18
19
20
21
22
1
PENDAHULUAN
Industri batik merupakan salah satu penghasil limbah cair yang cukup besar.
Dalam proses produksinya, limbah cair yang dihasilkan jumlahnya mencapai 80%
dari jumlah air yang digunakan dalam proses pembatikan (Watini 2009).
Kandungan limbah cair industri batik dapat berupa zat organik, zat padat
tersuspensi, fenol, logam berat, minyak, lemak, dan zat warna. Logam berat yang
terkandung dalam limbah cair batik antara lain timbel, besi, zink, kromium,
tembaga, dan kadmium (Agustina 2011). Keberadaan logam berat yang tinggi di
suatu perairan dapat menurunkan mutu air serta membahayakan lingkungan dan
organisme perairan (Susanti 2008).
Salah satu cara penanganan logam berat pada pengolahan limbah cair batik
ialah metode adsorpsi dengan arang aktif. Arang aktif telah banyak dimanfaatkan
sebagai adsorben logam berat, di antaranya oleh Apriani (2013) yang
memanfaatkan arang aktif dari kulit durian dengan aktivator KOH 25% sebagai
adsorben logam Fe pada air gambut dengan kapasitas adsorpsi mencapai 85.38%.
Arang aktif sebagai adsorben memiliki beberapa kelebihan, antara lain daya
adsorpsinya yang besar dan dapat digunakan kembali (Roy 1995). Marshall dan
Mitchell (1996) juga menyatakan bahwa beberapa produk samping pertanian yang
mengandung selulosa seperti sekam padi, biji kapas, jerami, tongkol jagung, dan
tempurung kelapa sawit memiliki potensi sebagai adsorben.
Tongkol jagung merupakan limbah yang dihasilkan dari tanaman jagung
dengan jumlah sebesar 30%, memiliki kandungan selulosa dan hemiselulosa
berturut-turut sebesar 41% dan 36% (Lorenz dan Kulp 1991) Selain tongkol
jagung, hasil samping pertanian lainnya yang berpotensi sebagai adsorben adalah
tempurung kelapa sawit yang memiliki kandungan selulosa 29.7% dan
hemiselulosa 21.9% dengan jumlah mencapai 30%. Arang aktif tongkol jagung
sebelumnya telah dimanfaatkan antara lain sebagai adsorben logam berat Cu
dengan kapasitas adsorpsi mencapai 52.99% menggunakan aktivator KOH 10%
(Prabowo 2009), sementara arang aktif tempurung kelapa sawit yang
dimanfaatkan sebagai penjernih air sumur (Suhartana 2006) dan dalam pemurnian
biodiesel (Gustama 2012). Penelitian lainnya menyatakan bahwa pengaktifan
arang aktif tempurung kelapa sawit dengan aktivator KOH 30% dapat
menghasilkan pori permukaan arang aktif yang besar sehingga dapat memudahkan
proses adsorpsi. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan memanfaatkan potensi
hasil samping pertanian tongkol jagung dan tempurung kelapa sawit sebagai
adsorben logam berat pada limbah batik cair guna meningkatkan nilai tambah
hasil samping pertanian dan mutu air buangan limbah tersebut.
2
METODE
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan adalah tongkol jagung (TJ) yang berasal dari
daerah Ciampea, tempurung kelapa sawit (TKS) dari daerah Banten, larutan KOH
30%, iodin, natrium tiosulfat, benzena, biru metilena, larutan HNO3 65%,
akuades, dan limbah industri batik .
Alat-alat yang digunakan adalah spektrofotometer serapan atom (SSA) tipe
700 (Shimadzu, Jepang), pengaduk listrik, peralatan gelas, neraca analitik,
pemanas listrik, oven, tanur, desikator, saringan 100 mesh, spektrofotometer
ultraviolet-tampak (UV-Vis) dan mikroskop pemayaran elektron evo 10 (Zeiss,
Jerman).
Prosedur Kerja
Pembuatan Arang Aktif
Tongkol jagung dan tempurung kelapa sawit masing-masing dicuci
kemudian dikeringudarakan di bawah sinar matahari. Setiap bahan dimasukkan ke
dalam tungku pengarangan dan dipanaskan pada suhu 500 oC selama 5 jam.
Pengarangan dianggap selesai apabila asap yang keluar dari cerobong menipis dan
bewarna kebiruan.
Aktivasi Arang
Arang yang dihasilkan kemudian dikeringkan dan masing-masing dibagi
menjadi 2 bagian. Bagian pertama direndam dalam KOH 30%, sementara bagian
kedua tidak direndam. Masing-masing arang dengan dan tanpa perendaman
dengan KOH 30% diaktivasi dalam tungku aktivasi pada suhu 700 oC yang diberi
aliran uap air selama 60 menit. Arang aktif yang terbentuk dibiarkan dingin
selama 24 jam, lalu disaring dengan menggunakan saringan 100 mesh dan
dihitung rendemennya.
Pencirian Arang Aktif (BSN 1995)
Rendemen
Bobot arang aktif yang terbentuk ditimbang lalu dibandingkan dengan
bobot arang awal. Rendemen dihitung melalui persamaan dibawah ini.
Rendemen =
× 100%
Kadar Air
Sebanyak ±1.00 g arang aktif ditimbang dalam cawan porselen yang telah
diketahui bobot keringnya, kemudian dimasukkan ke dalam oven pada suhu 105
o
C selama 3 jam. Setelah didinginkan dalam desikator, cawan berisi arang aktif
ditimbang. Kadar air dihitung melalui persamaan berikut.
3
Kadar air =
(
( )
)
× 100%
Kadar Zat Terbang
Sebanyak ±1.00 g arang aktif ditimbang dalam cawan porselen yang telah
diketahui bobot keringnya. Cawan ditutup serapat mungkin, kemudian dipanaskan
dalam tanur listrik pada suhu 950 oC selama 10 menit, lalu didinginkan dalam
desikator dan ditimbang. Kadar zat terbang dihitung melalui persamaan di bawah
ini.
(
)
× 100%
Kadar zat terbang =
( )
Kadar Abu
Sebanyak ±1.00 g arang aktif ditimbang dalam cawan porselen yang telah
diketahui bobot keringnya. Cawan yang arang aktif kemudian ditempatkan dalam
tanur listrik pada suhu 700 oC selama 6 jam. Setelah itu, didinginkan dalam
desikator dan ditimbang. Kadar abu dihitung melalui persamaan di bawah ini.
( )
×100%
Kadar abu =
( )
Kadar Karbon Terikat
Karbon dalam arang aktif adalah hasil dari proses pengarangan/pirolisis
selain abu (zat anorganik) dan zat terbang, yaitu zat-zat atsiri yang masih terdapat
pada pori-pori arang. Kadar karbon terikat dihitung melalui persamaan di bawah
ini.
Kadar karbon terikat (%) = 100% ˗ (kadar zat terbang + kadar abu)
Daya Jerap Benzena
Sebanyak 1.00 g sampel ditimbang ke dalam cawan petri yang telah
diketahui bobotnya. Cawan kemudian dimasukkan ke dalam desikator yang telah
dijenuhi uap benzena selama 24 jam agar kesetimbangan adsorpsi tercapai.
Selanjutnya arang aktif ditimbang kembali, tetapi sebelumnya cawan petri
dibiarkan 5 menit di udara terbuka untuk menghilangkan uap benzena yang
menempel pada cawan. Daya jerap benzena dihitung melalui persamaan di bawah
ini.
Daya jerap benzena (%) = bobot sampelsebelum adsorpsi – sesudah adsorpsi × 100%
Daya Jerap Biru Metilena
Sebanyak 0.25 g sampel dimasukkan ke dalam erlenmeyer dan ditambah
25 mL biru metilena 12 ppm, kemudian dikocok selama 30 menit dan disaring.
Filtrat diambil sebanyak 1 mL kemudian dimasukkan ke dalam labu takar 100 mL.
Setelah itu, absorbans diukur dengan spektrofotometer UV-Vis pada panjang
gelombang 664 nm. Daya jerap biru metilena (BM) dihitung melalui persamaan di
bawah ini.
Daya jerap biru metilena (mg/g) =
Keterangan:
V = Volume biru metilena (L)
Co = Konsentrasi awal BM (ppm)
Ca = Konsentrasi akhir BM (ppm)
×(
)×
4
fp = Faktor pengenceran
a = massa arang aktif (gram)
Daya Jerap Iodin
Contoh arang aktif yang telah dikeringkan dalam oven selama 1 jam
ditimbang sebanyak ±0.25 g, kemudian ditempatkan dalam erlenmeyer 250 mL
dan ditambahkan 25 mL larutan iodin 0.1 N. Erlenmeyer ditutup, lalu dikocok
selama 15 menit. Suspensi yang terbentuk disaring, filtratnya diambil dengan
pipet sebanyak 10 mL dan dimasukkan ke dalam erlenmeyer untuk langsung
dititrasi dengan larutan natrium tiosulfat 0.1 N sampai warna kuning muda.
Setelah ditambahkan beberapa tetes amilum 1%, titrasi dilanjutkan sampai warna
biru tepat hilang. Daya jerap iodin dihitung melalui persamaan di bawah ini.
Daya jerap iodin (mg/g) =
{
×
×
.
× .
Keterangan:
B = volume Na-tiosulfat (mL)
C = normalitas Na-tiosulfat (N)
D = normalitas iodin (N)
m = bobot arang aktif (g)
12.693 = jumlah iodin yang sesuai dengan 1 mL larutan Na-tiosulfat 0.1 N
Pencirian Limbah
Uji Kadar Logam
Sampel limbah diukur 150 mL, kemudian ditambahkan 5 mL HNO3 1%
dan didestruksi dengan pemanas listrik hingga volume mencapai 20 mL. Larutan
hasil destruksi diencerkan dengan akuades hingga volume menjadi 50 mL. Kadar
logam dalam larutan kemudian ditentukan menggunakan AAS.
Optimisasi Kapasitas Adsorpsi melalui Waktu Pengadukan dan
Bobot Adsorben
Waktu Optimum
Sebanyak 0.2 g adsorben dimasukkan ke dalam 150 mL sampel limbah
dengan ragam waktu adsorpsi 30, 60, dan 90 menit. Setelah itu sampel disaring
dan dilakukan uji kadar logam dengan AAS. Waktu optimum dengan menghitung
waktu kapasitas adsorpsi maksimum untuk masing-masing adsorben.
Bobot Optimum
Penentuan bobot optimum dengan menvariasikan bobot arang aktif sebagai
adsorben yang digunakan antara lain 0,2; 0,5; dan 1 gram. Masing-masing
adsorben dimasukkan ke dalam 150 mL sampel limbah dan dikocok selama waktu
optimum. Sampel kemudian disaring lalu dilakukan uji kadar logam.
Kapasitas adsorpsi dapat dihitung dengan persamaan:
Dengan:
Q = kapasitas adsorpsi
(%) =
−
5
Co = konsentrasi awal larutan (ppm)
Ca = konsentrasi akhir larutan (ppm)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Rendemen Arang Aktif
Rendemen arang aktif tongkol jagung dan tempurung kelapa sawit tanpa
dan dengan aktivasi KOH diperoleh berturut-turut sebesar 80%/74.80% dan
78.40%/73% (Gambar 1). Hal ini menunjukkan bahwa proses aktivasi dengan
KOH dapat menurunkan rendemen sebesar 6.5%˗6.88% yang disebabkan oleh
kemampuan KOH menghilangkan zat-zat pengotor pada permukaan arang aktif
(Apriani et al 2013). Kandungan selulosa tongkol jagung yang 25% lebih besar
dibandingkan tempurung kelapa sawit (Lorenz dan Kulp 1991) seharusnya
menyebabkan rendemen arang aktif dari tongkol jagung lebih besar daripada
tempurung kelapa sawit. Namun, struktur tempurung kelapa sawit yang relatif
lebih padat membuat proses karbonisasi berjalan lebih lambat sehingga rendemen
yang dihasilkan tidak berbeda secara signifikan.
Rendemen (%)
90
75
60
45
30
15
0
TJ
Perlakuan
TKS
Gambar 1 Rendemen arang aktif tanpa aktivasi
dan dengan aktivasi
KOH 30%
. TJ = Tongkol Jagung, TKS = Tempurung
Kelapa Sawit.
Karakteristik Arang Aktif
Kadar Air
Penentuan kadar air bertujuan mengetahui sifat higroskopis arang aktif
karena kadar air pada arang aktif akan memengaruhi kemampuannya sebagai
adsorben. Menurut Cahyani (2012), semakin tinggi kadar air, kemampuannya
sebagai adsorben menjadi berkurang akibat terisinya pori arang aktif oleh air.
Kadar air arang aktif yang dihasilkan berkisar 2.47-10.72% (Gambar 2) dan nilai
ini masih memenuhi syarat BSN (1995) yaitu tidak lebih dari 15%. Kadar air
arang aktif dengan aktivasi KOH lebih tinggi daripada tanpa aktivasi. Hal ini
disebabkan proses aktivasi memperbanyak pori-pori yang dihasilkan sehingga
6
sifat higroskopis dari arang aktif juga meningkat (Pambayun et al. 2013).
Kandungan hemiselulosa yang berbeda juga dapat memengaruhi kadar air arang
aktif, karena sifatnya yang hidrofilik sehingga mampu mengikat air. Kandungan
hemiselulosa pada tongkol jagung yang lebih tinggi dibandingkan dengan
tempurung kelapa sawit (Lorenz dan Kulp 1991). Hal ini menyebabkan kadar air
arang aktif tanpa aktivasi tongkol jagung sedikit lebih tinggi dibandingkan dengan
tempurung kelapa sawit.
SNI maks
15
Kadar Air (%)
12
9
6
3
0
TJ
TKS
Perlakuan
Gambar 2 Kadar air arang aktif tanpa aktivasi
dan dengan aktivasi
KOH 30%
.TJ = Tongkol Jagung, TKS = Tempurung Kelapa
Sawit.
Kadar Zat Terbang dan Kadar Abu
Kadar zat terbang menunjukkan jumlah pengotor yang menutupi pori pada
permukaan arang aktif. Pengotor dapat menurunkan kemampuan arang aktif
sebagai adsorben. Kadar zat terbang yang dihasilkan berkisar 6.92˗14.64%
(Lampiran 3). Nilai ini telah memenuhi BSN (1995), yaitu maksimum sebesar
25%. Kadar zat terbang arang aktif dengan aktivasi lebih tinggi dibandingkan
arang aktif tanpa aktivasi (Gambar 3). Hal ini karena KOH dapat melindungi
arang dari suhu tinggi sehingga senyawa sulfur dan nitrogen juga menjadi ikut
terlindungi akibatnya sulit terbakar.
Kadar zat terbang juga menunjukkan kesempurnaan penguraian senyawa
non karbon seperti sulfur, nitrogen, CO2, CO, CH4, dan H2 pada saat karbonisasi
dan aktivasi. Kandungan nitrogen pada tongkol jagung (10%) yang lebih tinggi
dibandingkan pada tempurung kelapa sawit (0.11%) menyebabkan arang aktif
tongkol jagung memiliki kadar zat terbang yang lebih tinggi dibandingkan
tempurung kelapa sawit.
7
Kadar Zat Terbang (%)
25
SNI maks
20
15
10
5
0
TJ
Gambar 3
Perlakuan
TKS
Kadar zat terbang arang aktif tanpa aktivasi
dan dengan
aktivasi KOH 30%
. TJ = Tongkol Jagung, TKS =
Tempurung Kelapa Sawit.
Kadar Abu (%)
Sementara itu, kadar
adar abu yang dihasilkan berkisar 4.06-20.18%
4.06 20.18% ((Lampiran
3) dengan syarat BSN (1995)
1995) maksimal sebesar 10%. Kadar abu arang aktif
ebih tinggi dibandingkan arang aktif tanpa aktivasi
aktivasi. Hal ini
dengan aktivasi KOH lebih
dikarenakan
kan dengan adanya larutan
larut pengaktif KOH, akan memperluas permukaan
arang aktif karena pori yang dihasilkan semakin banyak. Dalam pembentukan pori,
terjadi proses pembakaran bidang permukaan arang aktif yang menghasilkan abu
sehingga semakin banyak pori yang dihasilkan maka kadar abu yang dihasilkan
juga semakin tinggi (Subadra et al. 2005). Berdasarkan Yasin (2007), abu yang
dihasilkan
ilkan juga merupakan hasil reaksi antara kandungan mineral dalam abu dan
senyawa kimia sebagai aktivator. Kandungan SiO2 pada tempurung kelapa sawit
(58%) yang lebih tinggi dibandingkan tongkol jagung (20.4%) menyebabkan
kadar abu pada arang aktif tempurung kelapa sawit lebih tinggi dibandingkan
arang aktif tongkol jagung.
.
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
SNI
maks
TJ
TKS
Perlakuan
.
Gambar 4 Kadar abu arang aktif tanpa aktivasi
dan dengan aktivasi
KOH 30%
. TJ = Tongkol Jagung, TKS = Tempurung
Kelapa Sawit.
8
Kadar Karbon Terikat (%)
Kadar Karbon Terikat
Penentuan kadar karbon terikat bertujuan untuk mengetahui potensi arang
yang baik untuk dijadikan arang aktif. Kadar karbon terikat arang aktif yang
dihasilkan berkisar 67.17-83.67% (Lampiran 4) dan nilai ini masih memenuhi
syarat BSN (1995) yaitu minimal sebesar 65%. Kadar karbon terikat ini
dipengaruhi oleh kadar zat terbang dan abu, serta kandungan selulosa dan bahan
lain yang dapat dikonversi menjadi atom karbon (Pari 2004). Semakin tinggi nilai
kadar karbon terikat juga menunjukkan kemurnian karbon pada arang aktif
semakin tinggi dan bersih dari pengotor sehingga kemampuan daya serap arang
aktif menjadi lebih tinggi. Kadar zat terbang pada arang aktif tongkol jagung yang
sebanding dengan kadar abu arang aktif tempurung kelapa sawit menyebabkan
kadar zat terbang kedua arang aktif tersebut tidak berbeda secara signifikan.
78
SNI min
65
52
39
26
13
0
TJ
TKS
Perlakuan
Gambar 5 Kadar karbon terikat arang aktif tanpa aktivasi
dan dengan
aktivasi KOH 30%
. TJ = Tongkol Jagung, TKS =
Tempurung Kelapa Sawit.
Daya Jerap Iodin, Biru Metilena dan Benzena
Daya jerap iodin menunjukkan kemampuan arang aktif dalam menyerap
molekul mikropori bersifat nonpolar yang berukuran lebih kecil dari 10 Å dan
permukaan arang aktifnya lebih bermuatan positif sehingga akan lebih menjerap
senyawa yang lebih negatif (Pari et al. 2008). Daya jerap iodin yang dihasilkan
berkisar 594.51-689.7 mg/g (Lampiran 5) sehingga arang aktif yang diperoleh
belum memenuhi syarat BSN (1995) yaitu sebesar 750 mg/g. Daya jerap iodin
pada arang aktif dengan aktivasi sedikit lebih rendah dibandingkan dengan arang
aktif tanpa aktivasi (Gambar 6). Sementara itu, daya jerap biru metilena
digunakan untuk mengidentifikasikan kapasitas adsorpsi arang aktif untuk
menjerap molekul makropori yang bersifat polar berdiameter 15-25 Å (Marsh &
Reinoso 2006). Daya jerap biru metilena yang dihasilkan berkisar 115.83-121
mg/g (Lampiran 6). Pada Gambar 7 menunjukkan pada arang aktif dengan proses
aktivasi sedikit lebih mampu menjerap biru metilena dibandingkan arang aktif
tanpa aktivasi. Penentuan daya jerap benzena (Gambar 8) bertujuan mengetahui
sifat kenonpolaran permukaan arang aktif dan kemampuan dalam menyerap
molekul dengan ukuran lebih kecil dari 6 Å (Hendra dan Pari 1999). Arang aktif
dengan aktivasi KOH menunjukkan daya jerap benzena yang lebih tinggi
9
Daya Jerap Iodin (mg/g)
dibandingkan arang aktif tanpa aktivasi KOH. Daya jerap ini dikarenakan
penggunaan KOH dapat menyebabkan permukaan arang aktif lebih bersifat
nonpolar sehingga kemampuan menjerap benzena yang bersifat nonpolar lebih
baik (Cao et. al. 2005).
Perbedaan nilai daya jerap arang aktif tempurung kelapa sawit dengan
tongkol jagung ini terkait diantaranya dengan kandungan selulosa dan kadar abu
yang terdapat pada setiap arang aktif. Kandungan selulosa yang yang lebih tinggi
dan kadar abu yang lebih rendah pada tongkol jagung menyebabkan arang aktif
tongkol jagung memiliki nilai daya jerap yang lebih tinggi dibandingkan arang
aktif tempurung kelapa sawit. Menurut Meisrilestari (2013), abu yang berlebihan
akan menyebabkan terjadinya penyumbatan pori arang aktif sehingga dapat
menurunkan kemampuan daya jerapnya. Proses aktivasi dengan KOH juga
mempengaruhi kemampuan jerap arang aktif, hal ini terlihat arang aktif dengan
aktivasi KOH memiliki nilai daya jerap yang lebih tinggi dibandingkan arang aktif
tanpa aktivasi. Proses aktivasi dengan suatu larutan aktivator ditujukan agar pori
pada permukaan arang aktif lebih terbuka sehingga kemampuan daya jerapnya
menjadi lebih tinggi.
SNI min
750
600
450
300
150
0
TJ
TKS
Perlakuan
Daya Jerap BM (mg/g)
Gambar 6 Daya jerap iodin arang aktif tanpa aktivasi
dan dengan
aktivasi KOH 30%
.TJ = Tongkol Jagung, TKS =
Tempurung Kelapa Sawit.
135
120
105
90
75
60
45
30
15
0
SNI min
TJ
TKS
Perlakuan
Gambar 7 Daya jerap biru metilena arang aktif tanpa aktivasi
dan dengan
aktivasi KOH 30%
. TJ = Tongkol Jagung, TKS = Tempurung
Kelapa Sawit.
Daya Jerap Benzena (%)
10
18
15
12
9
6
3
0
TJ
TKS
Perlakuan
Gambar 8 Daya benzena arang aktif tanpa aktivasi
dan dengan aktivasi
KOH 30%
. TJ = Tongkol Jagung, TKS = Tempurung Kelapa
Sawit.
Analisis SEM
Analisis permukaan arang aktif dilakukan pada arang aktif tempurung
kelapa sawit dengan atau tanpa aktivasi KOH 30%. Gambar 9a menunjukkan
jumlah pori arang aktif tempurung kelapa sawit tanpa aktivasi yang terbentuk
lebih sedikit dibandingkan arang aktif tempurung kelapa sawit dengan aktivasi
KOH (Gambar 9b). Semakin banyak struktur pori pada permukaan arang aktif
maka kemampuan dalam menyerap cairan dan gas akan semakin tinggi.
(a)
(b)
Gambar 9 Permukaan arang aktif tempurung kelapa sawit (a) aktivasi
KOH dan (b) tanpa aktivasi dengan perbesaran 1000 kali.
Arang Aktif sebagai Adsorben Logam Fe dan Cu
Optimisasi kapasitas adsorpsi arang aktif terhadap logam berat pada
limbah batik cair dilakukan dengan variasi lama waktu pengadukan dan bobot
arang aktif yang ditambahkan. Sebelumnya, dilakukan karakteristik terhadap
limbah batik cair dan diketahui kandungan Fe dan Cu berturut-turut sebesar
1.2190 dan 0.5830 ppm. Kapasitas adsorpsi dengan variasi lama pengadukan
terhadap logam Fe yang dihasilkan berkisar 37.66-61.36% dan terhadap logam Cu
berkisar 54.29-79.54% (Lampiran 8). Berdasarkan hasil yang diperoleh, kapasitas
11
Kapasitas Adsorpsi (%)
adsorpsi logam Fe dan Cu tertinggi terjadi pada waktu lama pengadukan 90 menit.
Hal ini menunjukkan semakin lama waktu pengadukan, kemampuan arang aktif
untuk mengikat logam akan semakin besar. Hal ini karena adanya waktu kontak
yang lama antara adsorben dengan adsorbat sehingga memungkinkan semakin
banyak terbentuk ikatan antara partikel arang aktif dengan logam (Syauqiah 2011).
Sementara itu, kapasitas adsorpsi dengan variasi penambahan bobot arang
aktif terhadap logam Fe berkisar 37.66-63.32% dan logam Cu berkisar 62.0979.15% (Lampiran 9).Berdasarkan hasil penelitian, kapasitas adsorpsi kedua
logam pada arang aktif meningkat seiring bertambahnya bobot arang aktif. Hal ini
disebabkan arang aktif dengan penambahan bobot arang aktif akan menambah
jumlah pori permukaan yang akan mengadsorpsi logam. Hasil penelitian juga
menunjukkan kapasitas adsorpsi arang aktif dengan aktivasi KOH terhadap kedua
logam lebih tinggi dibandingkan dengan arang aktif tanpa aktivasi. Hal ini karena
proses aktivasi KOH akan menghasilkan pori-pori arang aktif yang lebih terbuka
sehingga kemampuan untuk menjerap logam semakin besar. Karakteristik arang
aktif yang berbeda satu sama lain menyebabkan adanya perbedaan nilai kapasitas
adsorpsi diantara arang aktif tongkol jagung dan tempurung kelapa sawit.
Kapasitas adsorpsi arang aktif tongkol jagung lebih besar dibandingkan arang
aktif tempurung kelapa sawit. Hal ini terkait dengan kandungan selulosa dan
kadar karbon terikat pada arang aktif tongkol jagung yang lebih besar. Selain
karakteristik arang aktif, proses adsorpsi juga dipengaruhi oleh diameter ion
logam-logam yang akan diadsorpsi. Diameter ion logam Cu (70 pm) yang lebih
kecil dibandingkan ion logam Fe (76 pm) menyebabkan logam Cu lebih mudah
teradsorpsi ke dalam pori arang aktif (Uzun dan Guzel 2000)
80,00
70,00
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
30
60
Waktu Pengadukan (Menit)
(a)
90
Kapasitas Adsorpsi (%)
12
100,00
80,00
(b)
60,00
40,00
20,00
0,00
30
60
90
Waktu Pengadukan (menit)
(b)
Kapasitas Adsorpsi (%)
100
80
60
40
20
0
0,2
0,5
1
Bobot Arang Aktif (gram)
(c)
Kapasitas Adsorpsi (%)
100
80
60
40
20
0
0,2
0,5
Bobot Arang Aktif (gram)
1
13
Gambar 9 Kapasitas adsorpsi arang aktif TKS (kuning), TJ (hijau), logam
Fe (
), Cu (
) berdasarkan lama pengadukan (a)
tanpa aktivasi, (b) dengan aktivasi KOH 30% dan variasi bobot
arang aktif (c) tanpa aktivasi, (d) dengan aktivasi KOH 30% .
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Kondisi optimum penjerapan logam berat pada limbah batik terjadi pada
waktu pengadukan 90 menit dan penambahan bobot arang aktif 1 gram. Kapasitas
adsorpsi terhadap logam Fe dan Cu tertinggi ditunjukkan pada arang aktif tongkol
jagung dengan aktivasi KOH 30% secara berturut-turut yaitu 63.32% dan 79.15%
Saran
Perlu dilakukan variasi aktivasi kimia dan fisika lebih lanjut dalam
pembuatan arang aktif. Variasi kondisi pengaplikasian arang aktif pada limbah
batik perlu diperlukan lebih lanjut agar lebih kapasitas adsorpsi lebihefektif dan
efisien. Serta, pengaturan pH pada kondisi adsorpsi juga perlu dilakukan.
DAFTAR PUSTAKA
Agustina et al. 2011. Pengolahan Air Limbah Pewarna Sintesis dengan
Menggunakan Reagen Fenton. Prosiding Seminar Nasional AvoER ke-3.
Palembang
Apriani R, Faryuni ID, dan Wahyuni D. 2013. Pengaruh konsentrasi aktivator
kalium hidroksida (KOH) terhadap kualitas karbon aktif kulit durian
sebagai adsorben logam Fe pada air gambut. Prisma Fisika 2(1) :82-86.
[BSN] Badan Standardisasi Nasional. 1995. SNI 06-3730-1995: Arang Aktif
Teknis. Jakarta: Dewan Standarisasi Nasional.
Cahyani R. 2012. Sintesis dan karakterisasi membran polisulfon didadah karbon
aktif untuk filtrasi air [tesis]. Bogor (ID): Sekolah Pascasarjana. Institut
Pertanian Bogor.
Gustama A. 2012. Pembuatan arang aktif tempurung kelapa sawit sebagai
adsorben dalam pemurnian biodiesel [skripsi]. Bogor (ID): Institut
Pertanian Bogor
Hendra D dan Gustan P. 1999. Pembuatan arang aktif dari tandan kosong kelapa
sawit. Bul Penelitian Hasil Hutan 17(2):122-133.
14
Lorenz KJ, Kulp K. 1991. Handbook of Cereal Science and Technology. New
York: Marcel Dekker.
Marsh H, Reinoso FR. 2006. Active Carbon.Alicante: Elvecier Science &
Technology Books.
Meisrilestari. 2013. Pembuatan arang aktif dari cangkang kelapa sawit dengan
aktivasi secara fisika, kimia dan fisika kimia. Konversi 2(1).
Pari G. 2004. Kajian struktur arang aktif dari serbuk gergaji kayu sebagai
adsorben formaldehida kayu lapis [disertasi]. Bogor (ID): Institut
Pertanian Bogor.
Pari G, Hendra D, Pasaribu RA. 2008. Peningkatan mutu arang aktif kulit kayu
mangium. Jurnal Penelitian Hasil Hutan 26:214-227.
Pambayun GS et al. 2013. Pembuatan karbon aktif dari arang tempurung kelapa
dengan aktivator ZnCl2 dan Na2CO3 sebagai adsorben untuk mengurangi
kadar fenol dalam air limbah. Jurnal Teknik Pomits 2(1):116-120.
Prabowo AL. 2009. Pembuatan karbon aktif dari tongkoljagung serta aplikasinya
untuk adsorpsi Cu, Pb dan amonia. Depok (ID): Universitas Indonesia.
Prayitno WE. 2010. Efektivitas zeolit dan karbon aktif tempurung kelapa dalam
kadar logam berat tembaga (Cu) limbah cair industri percetakan [skripsi].
Semarang (ID): Universitas Diponegoro.
Roy GM. 1995. Activated Carbon Application in the Food and Pharmaceutical
Industries. Penislavina: Techonic Pub.
Subadra, Setiaji BI dan Tahir I. 2005. Activated Carbon Production From
Coconut Shell With (NH4)HCO3 Activator As An Adsorbent In Virgin
Coconut Oil Purification. Yogyakarta: Universitas Gadjah Mada.
Susanti E, Henny. 2008. Pedoman Pengolahan Limbah Cair Yang Mengandung
Kromium Dengan Sistem Lahan Basah Buatan Dan Reaktor Kolom. LIPI.
Syauqiah et al. 2011. Analisis variasi waktu dan kecepatan pengaduk pada proses
adsorpsi limbah logam berat dengan arang aktif. Info Teknik (12)1.
Uzun I & Guzel F. 2000. Adsorption of some heavy metal ions from aqueous
solution by activated carbon and comparison of percent adsorption results of
activated carbon with those of some other adsorbents. Turk J Chem 24:291297.
Wardhini E et al. 2010. The removal mechanisms of Hg from water using two
different types of activated carbons. Seminar Nasional Sains &Teknologi.
Universitas Lampung.
Watini. 2009. Pengaruh Waktu Kontak Eceng Gondok (Eichornia crassipes)
Terhadap Penurunan Kadar Cd dan Cr Pada Air Limbah Industri Batik
(Home Industry Batik Di Desa Sokaraja Lor) [skripsi]. Purwokerto (ID):
Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto.
15
Lampiran 1 Diagram alir penelitian
Tongkol Jagung dan Tempurung Kelapa Sawit
Karbonisasi(24 jam)
Arang
Perendaman dalam KOH
30% (24 jam)
Tanpa
perendaman
Aktivasi dengan H2O
(7000C; 60menit)
Aktivasi dengan H2O
(7000C; 60menit)
Arang Aktif
Arang Aktif
Analisis:
1. Rendemen
2. Kadar air, abu, zat
terbang, karbon terikat
3. Daya jerap iodin,
benzena, biru metilena
Analisis:
1. Rendemen
2. Kadar air, abu, zat
terbang, karbon terikat
3. Daya jerap iodin,
benzena, biru metilena
Limbah Cair Batik
Karakteristik:
1. Logam Berat
Arang Aktif
Lama Pengadukan 30,
60, dan 90 menit
Analisis:
1. Logam Berat
2. COD
3. pH
Variasi bobot arang 0,2;
0,5; dan 1 gram
Analisis:
1. Logam Berat
2. COD
3. pH
16
Lampiran 2 Penentuan rendemen arang aktif
Bobot (g)
Perlakuan
awal
500
300
200
200
TKS
TKS 30
TJ
TJ 30
Akhir
392
219
169
140
Rendemen (%)
78.40
73.00
80.00
74.80
Contoh perhitungan (TKS):
( )
x 100%
Rendemen =
( )
=
x 100%
Rendemen = 78.40%
Lampiran 3 Penentuan kadar air, kadar abu kadar karbon zat terbang arangaktif
Parameter
Perlakuan Ulangan
TKS
TKS 30
Kadar Air
TJ
TJ 30
TKS
TKS 30
Kadar Zat
Terbang
TJ
TJ 30
TKS
TKS 30
Kadar Abu
TJ
TJ 30
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
Bobot (g)
awal
Akhir
0.912
0.935
0.965
0.941
0.903
1.000
1.026
0.919
0.653
0.672
0.872
0.837
1.005 0.895
0.943
0.844
0.940
0.913
0.895
0.844
0.836
0.651
0.903
0.919
0.879
0.846
0.783
0.748
0.743
0.597
0.827
0.729
0.879
0.846
0.783
0.748
0.743
0.579
0.729
0.827
0.035
0.035
0.161
0.148
0.043
0.028
0.142
0.140
Kadar (%)
2.45
2.48
9.70
10.42
2.82
4.18
10.94
10.50
6.50
7.33
12.51
11.37
11.12
11.05
19.27
10.01
3.98
4.13
20.56
19.78
5.78
4.69
17.17
19.20
Rerata(%)
2.47
10.06
3.50
10.72
6.91
11.94
11.08
14.64
4.06
20.18
5.24
18.19
17
Lanjutan Lampiran 3
Contoh perhitungan (TKS ulangan 1)
Kadar air =
=
( .
(
.
.
Kadar air = 2.45%
( )
)
Kadar zat terbang =
=
( .
)
x 100%
x 100%
(
.
.
Kadar zat terbang = 6.50%
Kadar abu =
=
.
.
( )
( )
( )
)
)
x 100%
x 100%
x 100%
x 100%
Kadar abu = 3.98%
Lampiran 4 Penentuan kadar karbon terikat
Kadar (%)
Perlakuan
TKS
TKS 30
TJ
TJ 30
Zat Terbang
Abu
6.91
11.94
11.08
14.64
5.26
20.18
4.06
18.19
Karbon
Terikat
89.03
67.88
83.68
67.17
Contoh perhitungan (TKS) :
Kadar karbon terikat = 100% - (Kadar zat terbang +Kadar abu)
= 100% - (6.91% +4.06%)
Kadar karbon terikat = 89.03%
18
Lampiran 5 Penentuan daya jerap arang aktif iodin
Bobot
Arang
Aktif (g)
0.250
0.252
0.250
0.251
0.253
0.251
0.250
0.250
Perlakuan Ulangan
TKS
TKS 30
TJ
TJ 30
1
2
1
2
1
2
1
2
Volume Natiosulfat (mL)
Daya Jerap
Iodin (mg/g)
5.25
5.20
5.60
5.80
4.50
4.60
5.00
5.00
550.36
552.70
502.33
550.27
609
636.74
584.51
584.51
Rerata (mg/g)
551.53
526.30
622.87
584.51
Contoh perhitungan (TKS ulangan 1):
Daya jerap iodin (mg/g) =
{
=
{
.
.
.
.
.
.
Daya jerap iodin (mg/g) = 550.36 mg/g
Keterangan:
B = volume larutan Na-tiosulfat (mL)
C = normalitas Na-tiosulfat (N)
D = normalitas iodin (N)
12.693 = jumlah iodin yang sesuai dengan
1 mL larutan Na2S2O3 0.1 N
.
.
Lampiran 6 Penentuan daya jerap benzena
Perlakuan
Ulangan
Awal (g)
Akhir (g)
1
2
1
2
1
2
1
2
1.007
1.006
1.005
1.004
1.005
1.002
1.003
1.002
1.140
1.225
1.123
1.155
1.145
1.197
1.189
1.234
TKS
TKS 30
TJ
TJ 30
Contoh perhitungan (TKS ulangan 1):
(
)
Daya jerap benzena =
x 100%
( )
=
( .
.
.
)
Daya jerap benzena = 13.30%
x 100%
Daya Jerap
Benzena (%)
13.30
22.50
11.80
15.10
14.00
19.20
18.70
23.10
Rerata (%)
17.90
13.45
16.60
20.90
19
Lampiran 7 Penentuan daya jerap biru metilena
a. Daya jerap biru metilena
Bobot Arang
Perlakuan
Aktif (g)
TKS
TKS 30
TJ
TJ 30
Konsentrasi
Akhir
(ppm)
Daya Jerap Metilena
Biru (mg/g)
0.9512
1. 2206
0.9657
0.6528
115.83
118.24
117.43
121.00
0.252
0.251
0.253
0.252
Contoh perhitungan (TKS):
Diketahui :
Konsentrasi awal biru metilena = 12.8500 ppm
Daya jerap biru metilena=
=
.
(
(
.
.
Daya jerap biru metilena = 115.83 mg/g
.
)
)
20
Lampiran 8 Kapasitas adsorpsi logam dengan variasi waktu pengadukan
Logam
Lama
Pengadukan
(menit)
30
60
90
30
60
90
30
60
90
30
60
90
30
60
90
30
60
90
30
60
90
30
60
90
Perlakuan
TKS
TKS 30
Fe
TJ
TJ 30
TKS
TKS 30
Cu
TJ
TJ 30
Konsentrasi
Akhir
(ppm)
0.5086
0.7556
0.4983
0.7599
0.6600
0.4967
0.7352
0.6812
0.4476
0.5302
0.5570
0.4710
0.2664
0.2353
0.2171
0.2359
0.2317
0.2288
0.2608
0.1674
0.1402
0.1234
0.1221
0.1192
Kapasitas Adsorpsi
(%)
58.27
38.01
59.11
37.65
45.85
59.25
39.68
44.11
60.77
56.50
54.30
61.35
54.30
59.63
62.76
59.52
60.24
60.75
55.26
71.28
75.94
78.81
79.04
79.54
Contoh perhitungan (TKS, waktu pengadukan 30 menit, logam Fe) :
Diketahui:
Konsentrasi awal Fe = 1,2190 ppm
Cu = 0.5830 ppm
Kapasitas adsorpsi =
.
.
× 100%
=
.
Kapasitas adsorpsi = 58.27%
× 100%
21
Lampiran 9 Kapasitas adsorpsi logam dengan variasi bobot arang aktif
Logam
Perlakuan
Bobot
Arang Aktif
(gram)
Konsentrasi
Akhir (ppm)
Kapasitas Adsorpsi (%)
0.2
0.5
1
0.2
0.5
1
0.2
0.5
1
0.2
0.5
1
0.2
0.5
1
0.2
0.5
1
0.2
0.5
1
0.2
0.5
1
0.7383
0.6756
0.4989
0.7599
0.6600
0.4567
0.7352
0.6812
0.4638
0.5302
0.5570
0.4470
0.2634
0.1521
0.1351
0.2858
0.2439
0.1293
0.2211
0.1790
0.1272
0.1620
0.1676
0.1215
39.42
44.57
59.06
37.65
45.85
62.53
39.68
44.11
61.94
56.50
54.30
63.32
54.80
73.89
76.82
50.97
58.15
77.81
62.06
69.28
78.18
72.20
71.23
79.15
TKS
TKS 30
Fe
TJ
TJ 30
TKS
TKS 30
Cu
TJ
TJ 30
Contoh perhitungan (TKS, waktu pengadukan 30 menit, logam Fe):
Diketahui:
Konsentrasi awal Fe = 1,2190 ppm
Cu = 0.5830 ppm
Kapasitas adsorpsi =
.
.
=
× 100%
.
Kapasitas adsorpsi =39.42%
× 100%
22
Lampiran 10 Karakterisasi Limbah Batik
Parameter
Nilai
Logam Berat (ppm)
a. Cr
< 0.005
b. Ag
< 0.005
c. Pb
0.0607
d. Cu
0.5830
e. Fe
1.2190
f. Zn
< 0.005
23
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 06 November 1991 sebagai anak
kedua dari 3 bersaudara dari pasangan Andi Bun dan Lili. Penulis lulus dari SMA
Negeri 2 Depok pada tahun 2009 dan pada tahun sama penulis melanjutkan
studi di Departemen Kimia Institut Pertanian Bogor melalui jalur UTM.
Selama mengikuti perkuliahan penulis berkesempatan menjadi asisten
praktikum kimia lingkungan 2010/2011, Praktikum Kimia Fisik 2012/2013.
Pada bulan Juli-Agustus 2012 penulis melaksanakan kegiatan praktek lapang
di Laboratorium Teknologi dan Mikrobiologi PPPTMGB LEMIGAS; Jalan
Ciledug Raya Kav. 109 Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan 12230 dengan
judul Verifikasi Penentuan COD dengan Metode Refluks dan Spektofotometer.
SAWIT DAN TONGKOL JAGUNG SEBAGAI ADSORBEN
LOGAM BERAT PADA LIMBAH BATIK
FERRY SUKARTA
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pemanfaatan Arang
Aktif Tempurung Kelapa Sawit dan Tongkol Jagung sebagai Adsorben Logam
Berat pada Limbah Batik adalah karya saya dengan arahan dari komisi
pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi
mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan
maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan
dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut
Pertanian Bogor.
Bogor, Januari 2014
Ferry Sukarta
NIM G44090090
FERRY SUKARTA. Pemanfaatan Arang Aktif Tempurung Kelapa Sawit dan
Tongkol Jagung sebagai Adsorben Logam Berat pada Limbah Batik. Dibimbing
oleh ARMI WULANAWATI dan GUSTAN PARI.
Kandungan logam berat pada limbah batik yang dibuang langsung ke
lingkungan dapat menyebabkan pencemaran dan penurunan mutu perairan.
Penggunaan arang aktif sebagai adsorben merupakan salah satu cara untuk
mengurangi kandungan logam berat pada limbah pembatikan tersebut. Pada
penelitian ini arang aktif dibuat dari tempurung kelapa sawit dan tongkol jagung.
Pengaktifan arang dilakukan dengan 2 metode, yaitu aktivasi kimia (perendaman
KOH 30%) dan aktivasi fisika (pemberian uap air). Hasil penelitian menunjukkan
arang aktif yang memenuhi Badan Standardisasi Nasional adalah arang aktif
tongkol jagung aktivasi KOH 30% yang menghasilkan kadar air 10.7%, zat
terbang 14.6%, abu 18.1%, karbon terikat 67.1%, daya jerap benzena 20.9%,
iodin 584.5 mg/g dan biru metilena 121.0 mg/g. Kondisi optimum penjerapan
logam berat terjadi pada waktu pengadukan 90 menit dan bobot arang aktif 1 gram.
Arang aktif tongkol jagung dengan aktivasi KOH 30% memiliki kapasitas
adsorpsi logam berat Fe dan Cu tertinggi berturut-turut sebesar 63.32% dan
79.15%.
Kata kunci: Arang aktif, tongkol jagung, logam berat, tempurung kelapa sawit
ABSTRACT
FERRY SUKARTA. Application of Activated Carbon from Palm Oil Shell and
Corncob as Heavy Metal Adsorbent in Batik Industry Wastewater. Supervised by
ARMI WULANAWATI and GUSTAN PARI.
Heavy metals in wastewater of batik industry dumped into the
environment can cause pollution and decrease the quality of waters. Using
activated carbon as the adsorbent is one way to reduce the heavy metals level in
the wastewater. In this study, the activated carbons were prepared from palm shell
and corn cobs. The activation was done through 2 methods, i.e. chemical
activation (KOH 30% immersion) and physical activation (steamed). The result
showed that the best activated carbon was prepared using KOH 30% treatment,
giving 10.7% moisture content, 14.6% volatile matter, 18.1% ash, 67.1%bound
carbon, 20.9% benzene adsorption, 121.0 mg/g methylene blue adsorption, and
584.5 mg/g iodine adsorption. The optimum adsorption of heavy metal was
obtained in 90 minutes contact time using 1.0 g adsorbent. The activated carbon
originated from corncob with KOH 30% treatment was capable to reduce iron and
copper up to 63.32% and 79.25%, respectively.
Keywords: activated carbon, corn cob, heavy metal, palm oil shell
PEMANFAATAN ARANG AKTIF TEMPURUNG KELAPA
SAWIT DAN TONGKOL JAGUNG SEBAGAI ADSORBEN
LOGAM BERAT PADA LIMBAH BATIK
FERRY SUKARTA
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014
Judul Skripsi :Pemanfaatan Arang Aktif Tempurung Kelapa Sawit dan Tongkol
Jagung sebagai Adsorben Logam Berat pada Limbah Batik
Nama
:Ferry Sukarta
NIM
:G44090090
Disetujui oleh
Armi Wulanawati, MSi
Pembimbing I
Prof (R) Dr Gustan Pari,MSi
Pembimbing II
Diketahui oleh
Prof Dr Dra Purwatiningsih, MS
Ketua Departemen Kimia
Tanggal Lulus:
PRAKATA
Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala
karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih
dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Mei 2013 ini ialah adsorben,
dengan judul Pemanfaatan Arang Aktif Tempurung Kelapa Sawit dan Tongkol
Jagung Adsorben Logam Berat pada Limbah Batik.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Ibu Armi Wulanawati MSi dan Bapak
Prof (R) Dr Gustan Pari MSi selaku pembimbing yang telah memberikan motivasi
dan masukan kepada penulis selama penelitian dan penulisan karya ilmiah ini..
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Keluarga Besar Laboratorium
Kimia Fisik dan Balai Kehutanan dan seluruh dosen staf di lingkungan
Departemen Kimia IPB atas bantuannya selama penelitian berlangsung.
Ucapan terima kasih yang terdalam disampaikan kepada keluargaku tercinta
atas segala doa, nasihat, semangat, dan masukan kepada penulis. Ucapan terima
kasih juga disampaikan kepada rekan-rekan Kimia 46 atas bantuan dan
kebersamaan selama ini dan tidak lupa juga kepada sahabat-sahabat saya yang
selalu memberi dukungan dan motivasi dalam proses penulisan karya ilmiah ini.
Semoga karya ilmiah ini dapat bermanfaat.
Bogor, Januari 2014
Ferry Sukarta
DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
METODE
2
Bahan dan Alat
2
Prosedur Kerja
2
HASIL DAN PEMBAHASAN
SIMPULAN DAN SARAN
5
13
Simpulan
13
Saran
13
DAFTAR PUSTAKA
13
LAMPIRAN
18
RIWAYAT HIDUP
23
DAFTAR GAMBAR
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Rendemen arang aktif tongkol jagung dan tempurung kelapa sawit
Kadar air tongkol jagung dan tempurung kelapa sawit
Kadar zat terbang tongkol jagung dan tempurung kelapa sawit
Kadar zat abu tongkol jagung dan tempurung kelapa sawit
Kadar karbon terikat tongkol jagung dan tempurung kelapa sawit
Daya jerap iodin tongkol jagung dan tempurung kelapa sawit
Daya jerap biru metilena tongkol jagung dan tempurung kelapa Sawit
Daya jerap benzena tongkol jagung dan tempurung kelapa sawit
Gambar analisis SEM arang aktif
Kapasitas adsorpsi arang aktif
5
6
6
7
8
9
9
9
10
11
DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Bagan alir penelitian
Rendemen arang aktif tongkol jagung dan tempurung kelapa sawit
Analisis kadar air, kadar zat terbang, dan kadar abu
Analisis kadar karbon Terikat
Analisis daya jerap iodin
Analisis daya jerap biru metilena
Analisis daya jerap benzena
Analisis kapasitas adsorpsi lama pengadukan
Analisis kapasitas adsorpsi variasi bobot arang aktif
Karakteristik limbah Batik
15
16
16
17
18
18
19
20
21
22
1
PENDAHULUAN
Industri batik merupakan salah satu penghasil limbah cair yang cukup besar.
Dalam proses produksinya, limbah cair yang dihasilkan jumlahnya mencapai 80%
dari jumlah air yang digunakan dalam proses pembatikan (Watini 2009).
Kandungan limbah cair industri batik dapat berupa zat organik, zat padat
tersuspensi, fenol, logam berat, minyak, lemak, dan zat warna. Logam berat yang
terkandung dalam limbah cair batik antara lain timbel, besi, zink, kromium,
tembaga, dan kadmium (Agustina 2011). Keberadaan logam berat yang tinggi di
suatu perairan dapat menurunkan mutu air serta membahayakan lingkungan dan
organisme perairan (Susanti 2008).
Salah satu cara penanganan logam berat pada pengolahan limbah cair batik
ialah metode adsorpsi dengan arang aktif. Arang aktif telah banyak dimanfaatkan
sebagai adsorben logam berat, di antaranya oleh Apriani (2013) yang
memanfaatkan arang aktif dari kulit durian dengan aktivator KOH 25% sebagai
adsorben logam Fe pada air gambut dengan kapasitas adsorpsi mencapai 85.38%.
Arang aktif sebagai adsorben memiliki beberapa kelebihan, antara lain daya
adsorpsinya yang besar dan dapat digunakan kembali (Roy 1995). Marshall dan
Mitchell (1996) juga menyatakan bahwa beberapa produk samping pertanian yang
mengandung selulosa seperti sekam padi, biji kapas, jerami, tongkol jagung, dan
tempurung kelapa sawit memiliki potensi sebagai adsorben.
Tongkol jagung merupakan limbah yang dihasilkan dari tanaman jagung
dengan jumlah sebesar 30%, memiliki kandungan selulosa dan hemiselulosa
berturut-turut sebesar 41% dan 36% (Lorenz dan Kulp 1991) Selain tongkol
jagung, hasil samping pertanian lainnya yang berpotensi sebagai adsorben adalah
tempurung kelapa sawit yang memiliki kandungan selulosa 29.7% dan
hemiselulosa 21.9% dengan jumlah mencapai 30%. Arang aktif tongkol jagung
sebelumnya telah dimanfaatkan antara lain sebagai adsorben logam berat Cu
dengan kapasitas adsorpsi mencapai 52.99% menggunakan aktivator KOH 10%
(Prabowo 2009), sementara arang aktif tempurung kelapa sawit yang
dimanfaatkan sebagai penjernih air sumur (Suhartana 2006) dan dalam pemurnian
biodiesel (Gustama 2012). Penelitian lainnya menyatakan bahwa pengaktifan
arang aktif tempurung kelapa sawit dengan aktivator KOH 30% dapat
menghasilkan pori permukaan arang aktif yang besar sehingga dapat memudahkan
proses adsorpsi. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan memanfaatkan potensi
hasil samping pertanian tongkol jagung dan tempurung kelapa sawit sebagai
adsorben logam berat pada limbah batik cair guna meningkatkan nilai tambah
hasil samping pertanian dan mutu air buangan limbah tersebut.
2
METODE
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan adalah tongkol jagung (TJ) yang berasal dari
daerah Ciampea, tempurung kelapa sawit (TKS) dari daerah Banten, larutan KOH
30%, iodin, natrium tiosulfat, benzena, biru metilena, larutan HNO3 65%,
akuades, dan limbah industri batik .
Alat-alat yang digunakan adalah spektrofotometer serapan atom (SSA) tipe
700 (Shimadzu, Jepang), pengaduk listrik, peralatan gelas, neraca analitik,
pemanas listrik, oven, tanur, desikator, saringan 100 mesh, spektrofotometer
ultraviolet-tampak (UV-Vis) dan mikroskop pemayaran elektron evo 10 (Zeiss,
Jerman).
Prosedur Kerja
Pembuatan Arang Aktif
Tongkol jagung dan tempurung kelapa sawit masing-masing dicuci
kemudian dikeringudarakan di bawah sinar matahari. Setiap bahan dimasukkan ke
dalam tungku pengarangan dan dipanaskan pada suhu 500 oC selama 5 jam.
Pengarangan dianggap selesai apabila asap yang keluar dari cerobong menipis dan
bewarna kebiruan.
Aktivasi Arang
Arang yang dihasilkan kemudian dikeringkan dan masing-masing dibagi
menjadi 2 bagian. Bagian pertama direndam dalam KOH 30%, sementara bagian
kedua tidak direndam. Masing-masing arang dengan dan tanpa perendaman
dengan KOH 30% diaktivasi dalam tungku aktivasi pada suhu 700 oC yang diberi
aliran uap air selama 60 menit. Arang aktif yang terbentuk dibiarkan dingin
selama 24 jam, lalu disaring dengan menggunakan saringan 100 mesh dan
dihitung rendemennya.
Pencirian Arang Aktif (BSN 1995)
Rendemen
Bobot arang aktif yang terbentuk ditimbang lalu dibandingkan dengan
bobot arang awal. Rendemen dihitung melalui persamaan dibawah ini.
Rendemen =
× 100%
Kadar Air
Sebanyak ±1.00 g arang aktif ditimbang dalam cawan porselen yang telah
diketahui bobot keringnya, kemudian dimasukkan ke dalam oven pada suhu 105
o
C selama 3 jam. Setelah didinginkan dalam desikator, cawan berisi arang aktif
ditimbang. Kadar air dihitung melalui persamaan berikut.
3
Kadar air =
(
( )
)
× 100%
Kadar Zat Terbang
Sebanyak ±1.00 g arang aktif ditimbang dalam cawan porselen yang telah
diketahui bobot keringnya. Cawan ditutup serapat mungkin, kemudian dipanaskan
dalam tanur listrik pada suhu 950 oC selama 10 menit, lalu didinginkan dalam
desikator dan ditimbang. Kadar zat terbang dihitung melalui persamaan di bawah
ini.
(
)
× 100%
Kadar zat terbang =
( )
Kadar Abu
Sebanyak ±1.00 g arang aktif ditimbang dalam cawan porselen yang telah
diketahui bobot keringnya. Cawan yang arang aktif kemudian ditempatkan dalam
tanur listrik pada suhu 700 oC selama 6 jam. Setelah itu, didinginkan dalam
desikator dan ditimbang. Kadar abu dihitung melalui persamaan di bawah ini.
( )
×100%
Kadar abu =
( )
Kadar Karbon Terikat
Karbon dalam arang aktif adalah hasil dari proses pengarangan/pirolisis
selain abu (zat anorganik) dan zat terbang, yaitu zat-zat atsiri yang masih terdapat
pada pori-pori arang. Kadar karbon terikat dihitung melalui persamaan di bawah
ini.
Kadar karbon terikat (%) = 100% ˗ (kadar zat terbang + kadar abu)
Daya Jerap Benzena
Sebanyak 1.00 g sampel ditimbang ke dalam cawan petri yang telah
diketahui bobotnya. Cawan kemudian dimasukkan ke dalam desikator yang telah
dijenuhi uap benzena selama 24 jam agar kesetimbangan adsorpsi tercapai.
Selanjutnya arang aktif ditimbang kembali, tetapi sebelumnya cawan petri
dibiarkan 5 menit di udara terbuka untuk menghilangkan uap benzena yang
menempel pada cawan. Daya jerap benzena dihitung melalui persamaan di bawah
ini.
Daya jerap benzena (%) = bobot sampelsebelum adsorpsi – sesudah adsorpsi × 100%
Daya Jerap Biru Metilena
Sebanyak 0.25 g sampel dimasukkan ke dalam erlenmeyer dan ditambah
25 mL biru metilena 12 ppm, kemudian dikocok selama 30 menit dan disaring.
Filtrat diambil sebanyak 1 mL kemudian dimasukkan ke dalam labu takar 100 mL.
Setelah itu, absorbans diukur dengan spektrofotometer UV-Vis pada panjang
gelombang 664 nm. Daya jerap biru metilena (BM) dihitung melalui persamaan di
bawah ini.
Daya jerap biru metilena (mg/g) =
Keterangan:
V = Volume biru metilena (L)
Co = Konsentrasi awal BM (ppm)
Ca = Konsentrasi akhir BM (ppm)
×(
)×
4
fp = Faktor pengenceran
a = massa arang aktif (gram)
Daya Jerap Iodin
Contoh arang aktif yang telah dikeringkan dalam oven selama 1 jam
ditimbang sebanyak ±0.25 g, kemudian ditempatkan dalam erlenmeyer 250 mL
dan ditambahkan 25 mL larutan iodin 0.1 N. Erlenmeyer ditutup, lalu dikocok
selama 15 menit. Suspensi yang terbentuk disaring, filtratnya diambil dengan
pipet sebanyak 10 mL dan dimasukkan ke dalam erlenmeyer untuk langsung
dititrasi dengan larutan natrium tiosulfat 0.1 N sampai warna kuning muda.
Setelah ditambahkan beberapa tetes amilum 1%, titrasi dilanjutkan sampai warna
biru tepat hilang. Daya jerap iodin dihitung melalui persamaan di bawah ini.
Daya jerap iodin (mg/g) =
{
×
×
.
× .
Keterangan:
B = volume Na-tiosulfat (mL)
C = normalitas Na-tiosulfat (N)
D = normalitas iodin (N)
m = bobot arang aktif (g)
12.693 = jumlah iodin yang sesuai dengan 1 mL larutan Na-tiosulfat 0.1 N
Pencirian Limbah
Uji Kadar Logam
Sampel limbah diukur 150 mL, kemudian ditambahkan 5 mL HNO3 1%
dan didestruksi dengan pemanas listrik hingga volume mencapai 20 mL. Larutan
hasil destruksi diencerkan dengan akuades hingga volume menjadi 50 mL. Kadar
logam dalam larutan kemudian ditentukan menggunakan AAS.
Optimisasi Kapasitas Adsorpsi melalui Waktu Pengadukan dan
Bobot Adsorben
Waktu Optimum
Sebanyak 0.2 g adsorben dimasukkan ke dalam 150 mL sampel limbah
dengan ragam waktu adsorpsi 30, 60, dan 90 menit. Setelah itu sampel disaring
dan dilakukan uji kadar logam dengan AAS. Waktu optimum dengan menghitung
waktu kapasitas adsorpsi maksimum untuk masing-masing adsorben.
Bobot Optimum
Penentuan bobot optimum dengan menvariasikan bobot arang aktif sebagai
adsorben yang digunakan antara lain 0,2; 0,5; dan 1 gram. Masing-masing
adsorben dimasukkan ke dalam 150 mL sampel limbah dan dikocok selama waktu
optimum. Sampel kemudian disaring lalu dilakukan uji kadar logam.
Kapasitas adsorpsi dapat dihitung dengan persamaan:
Dengan:
Q = kapasitas adsorpsi
(%) =
−
5
Co = konsentrasi awal larutan (ppm)
Ca = konsentrasi akhir larutan (ppm)
HASIL DAN PEMBAHASAN
Rendemen Arang Aktif
Rendemen arang aktif tongkol jagung dan tempurung kelapa sawit tanpa
dan dengan aktivasi KOH diperoleh berturut-turut sebesar 80%/74.80% dan
78.40%/73% (Gambar 1). Hal ini menunjukkan bahwa proses aktivasi dengan
KOH dapat menurunkan rendemen sebesar 6.5%˗6.88% yang disebabkan oleh
kemampuan KOH menghilangkan zat-zat pengotor pada permukaan arang aktif
(Apriani et al 2013). Kandungan selulosa tongkol jagung yang 25% lebih besar
dibandingkan tempurung kelapa sawit (Lorenz dan Kulp 1991) seharusnya
menyebabkan rendemen arang aktif dari tongkol jagung lebih besar daripada
tempurung kelapa sawit. Namun, struktur tempurung kelapa sawit yang relatif
lebih padat membuat proses karbonisasi berjalan lebih lambat sehingga rendemen
yang dihasilkan tidak berbeda secara signifikan.
Rendemen (%)
90
75
60
45
30
15
0
TJ
Perlakuan
TKS
Gambar 1 Rendemen arang aktif tanpa aktivasi
dan dengan aktivasi
KOH 30%
. TJ = Tongkol Jagung, TKS = Tempurung
Kelapa Sawit.
Karakteristik Arang Aktif
Kadar Air
Penentuan kadar air bertujuan mengetahui sifat higroskopis arang aktif
karena kadar air pada arang aktif akan memengaruhi kemampuannya sebagai
adsorben. Menurut Cahyani (2012), semakin tinggi kadar air, kemampuannya
sebagai adsorben menjadi berkurang akibat terisinya pori arang aktif oleh air.
Kadar air arang aktif yang dihasilkan berkisar 2.47-10.72% (Gambar 2) dan nilai
ini masih memenuhi syarat BSN (1995) yaitu tidak lebih dari 15%. Kadar air
arang aktif dengan aktivasi KOH lebih tinggi daripada tanpa aktivasi. Hal ini
disebabkan proses aktivasi memperbanyak pori-pori yang dihasilkan sehingga
6
sifat higroskopis dari arang aktif juga meningkat (Pambayun et al. 2013).
Kandungan hemiselulosa yang berbeda juga dapat memengaruhi kadar air arang
aktif, karena sifatnya yang hidrofilik sehingga mampu mengikat air. Kandungan
hemiselulosa pada tongkol jagung yang lebih tinggi dibandingkan dengan
tempurung kelapa sawit (Lorenz dan Kulp 1991). Hal ini menyebabkan kadar air
arang aktif tanpa aktivasi tongkol jagung sedikit lebih tinggi dibandingkan dengan
tempurung kelapa sawit.
SNI maks
15
Kadar Air (%)
12
9
6
3
0
TJ
TKS
Perlakuan
Gambar 2 Kadar air arang aktif tanpa aktivasi
dan dengan aktivasi
KOH 30%
.TJ = Tongkol Jagung, TKS = Tempurung Kelapa
Sawit.
Kadar Zat Terbang dan Kadar Abu
Kadar zat terbang menunjukkan jumlah pengotor yang menutupi pori pada
permukaan arang aktif. Pengotor dapat menurunkan kemampuan arang aktif
sebagai adsorben. Kadar zat terbang yang dihasilkan berkisar 6.92˗14.64%
(Lampiran 3). Nilai ini telah memenuhi BSN (1995), yaitu maksimum sebesar
25%. Kadar zat terbang arang aktif dengan aktivasi lebih tinggi dibandingkan
arang aktif tanpa aktivasi (Gambar 3). Hal ini karena KOH dapat melindungi
arang dari suhu tinggi sehingga senyawa sulfur dan nitrogen juga menjadi ikut
terlindungi akibatnya sulit terbakar.
Kadar zat terbang juga menunjukkan kesempurnaan penguraian senyawa
non karbon seperti sulfur, nitrogen, CO2, CO, CH4, dan H2 pada saat karbonisasi
dan aktivasi. Kandungan nitrogen pada tongkol jagung (10%) yang lebih tinggi
dibandingkan pada tempurung kelapa sawit (0.11%) menyebabkan arang aktif
tongkol jagung memiliki kadar zat terbang yang lebih tinggi dibandingkan
tempurung kelapa sawit.
7
Kadar Zat Terbang (%)
25
SNI maks
20
15
10
5
0
TJ
Gambar 3
Perlakuan
TKS
Kadar zat terbang arang aktif tanpa aktivasi
dan dengan
aktivasi KOH 30%
. TJ = Tongkol Jagung, TKS =
Tempurung Kelapa Sawit.
Kadar Abu (%)
Sementara itu, kadar
adar abu yang dihasilkan berkisar 4.06-20.18%
4.06 20.18% ((Lampiran
3) dengan syarat BSN (1995)
1995) maksimal sebesar 10%. Kadar abu arang aktif
ebih tinggi dibandingkan arang aktif tanpa aktivasi
aktivasi. Hal ini
dengan aktivasi KOH lebih
dikarenakan
kan dengan adanya larutan
larut pengaktif KOH, akan memperluas permukaan
arang aktif karena pori yang dihasilkan semakin banyak. Dalam pembentukan pori,
terjadi proses pembakaran bidang permukaan arang aktif yang menghasilkan abu
sehingga semakin banyak pori yang dihasilkan maka kadar abu yang dihasilkan
juga semakin tinggi (Subadra et al. 2005). Berdasarkan Yasin (2007), abu yang
dihasilkan
ilkan juga merupakan hasil reaksi antara kandungan mineral dalam abu dan
senyawa kimia sebagai aktivator. Kandungan SiO2 pada tempurung kelapa sawit
(58%) yang lebih tinggi dibandingkan tongkol jagung (20.4%) menyebabkan
kadar abu pada arang aktif tempurung kelapa sawit lebih tinggi dibandingkan
arang aktif tongkol jagung.
.
22
20
18
16
14
12
10
8
6
4
2
0
SNI
maks
TJ
TKS
Perlakuan
.
Gambar 4 Kadar abu arang aktif tanpa aktivasi
dan dengan aktivasi
KOH 30%
. TJ = Tongkol Jagung, TKS = Tempurung
Kelapa Sawit.
8
Kadar Karbon Terikat (%)
Kadar Karbon Terikat
Penentuan kadar karbon terikat bertujuan untuk mengetahui potensi arang
yang baik untuk dijadikan arang aktif. Kadar karbon terikat arang aktif yang
dihasilkan berkisar 67.17-83.67% (Lampiran 4) dan nilai ini masih memenuhi
syarat BSN (1995) yaitu minimal sebesar 65%. Kadar karbon terikat ini
dipengaruhi oleh kadar zat terbang dan abu, serta kandungan selulosa dan bahan
lain yang dapat dikonversi menjadi atom karbon (Pari 2004). Semakin tinggi nilai
kadar karbon terikat juga menunjukkan kemurnian karbon pada arang aktif
semakin tinggi dan bersih dari pengotor sehingga kemampuan daya serap arang
aktif menjadi lebih tinggi. Kadar zat terbang pada arang aktif tongkol jagung yang
sebanding dengan kadar abu arang aktif tempurung kelapa sawit menyebabkan
kadar zat terbang kedua arang aktif tersebut tidak berbeda secara signifikan.
78
SNI min
65
52
39
26
13
0
TJ
TKS
Perlakuan
Gambar 5 Kadar karbon terikat arang aktif tanpa aktivasi
dan dengan
aktivasi KOH 30%
. TJ = Tongkol Jagung, TKS =
Tempurung Kelapa Sawit.
Daya Jerap Iodin, Biru Metilena dan Benzena
Daya jerap iodin menunjukkan kemampuan arang aktif dalam menyerap
molekul mikropori bersifat nonpolar yang berukuran lebih kecil dari 10 Å dan
permukaan arang aktifnya lebih bermuatan positif sehingga akan lebih menjerap
senyawa yang lebih negatif (Pari et al. 2008). Daya jerap iodin yang dihasilkan
berkisar 594.51-689.7 mg/g (Lampiran 5) sehingga arang aktif yang diperoleh
belum memenuhi syarat BSN (1995) yaitu sebesar 750 mg/g. Daya jerap iodin
pada arang aktif dengan aktivasi sedikit lebih rendah dibandingkan dengan arang
aktif tanpa aktivasi (Gambar 6). Sementara itu, daya jerap biru metilena
digunakan untuk mengidentifikasikan kapasitas adsorpsi arang aktif untuk
menjerap molekul makropori yang bersifat polar berdiameter 15-25 Å (Marsh &
Reinoso 2006). Daya jerap biru metilena yang dihasilkan berkisar 115.83-121
mg/g (Lampiran 6). Pada Gambar 7 menunjukkan pada arang aktif dengan proses
aktivasi sedikit lebih mampu menjerap biru metilena dibandingkan arang aktif
tanpa aktivasi. Penentuan daya jerap benzena (Gambar 8) bertujuan mengetahui
sifat kenonpolaran permukaan arang aktif dan kemampuan dalam menyerap
molekul dengan ukuran lebih kecil dari 6 Å (Hendra dan Pari 1999). Arang aktif
dengan aktivasi KOH menunjukkan daya jerap benzena yang lebih tinggi
9
Daya Jerap Iodin (mg/g)
dibandingkan arang aktif tanpa aktivasi KOH. Daya jerap ini dikarenakan
penggunaan KOH dapat menyebabkan permukaan arang aktif lebih bersifat
nonpolar sehingga kemampuan menjerap benzena yang bersifat nonpolar lebih
baik (Cao et. al. 2005).
Perbedaan nilai daya jerap arang aktif tempurung kelapa sawit dengan
tongkol jagung ini terkait diantaranya dengan kandungan selulosa dan kadar abu
yang terdapat pada setiap arang aktif. Kandungan selulosa yang yang lebih tinggi
dan kadar abu yang lebih rendah pada tongkol jagung menyebabkan arang aktif
tongkol jagung memiliki nilai daya jerap yang lebih tinggi dibandingkan arang
aktif tempurung kelapa sawit. Menurut Meisrilestari (2013), abu yang berlebihan
akan menyebabkan terjadinya penyumbatan pori arang aktif sehingga dapat
menurunkan kemampuan daya jerapnya. Proses aktivasi dengan KOH juga
mempengaruhi kemampuan jerap arang aktif, hal ini terlihat arang aktif dengan
aktivasi KOH memiliki nilai daya jerap yang lebih tinggi dibandingkan arang aktif
tanpa aktivasi. Proses aktivasi dengan suatu larutan aktivator ditujukan agar pori
pada permukaan arang aktif lebih terbuka sehingga kemampuan daya jerapnya
menjadi lebih tinggi.
SNI min
750
600
450
300
150
0
TJ
TKS
Perlakuan
Daya Jerap BM (mg/g)
Gambar 6 Daya jerap iodin arang aktif tanpa aktivasi
dan dengan
aktivasi KOH 30%
.TJ = Tongkol Jagung, TKS =
Tempurung Kelapa Sawit.
135
120
105
90
75
60
45
30
15
0
SNI min
TJ
TKS
Perlakuan
Gambar 7 Daya jerap biru metilena arang aktif tanpa aktivasi
dan dengan
aktivasi KOH 30%
. TJ = Tongkol Jagung, TKS = Tempurung
Kelapa Sawit.
Daya Jerap Benzena (%)
10
18
15
12
9
6
3
0
TJ
TKS
Perlakuan
Gambar 8 Daya benzena arang aktif tanpa aktivasi
dan dengan aktivasi
KOH 30%
. TJ = Tongkol Jagung, TKS = Tempurung Kelapa
Sawit.
Analisis SEM
Analisis permukaan arang aktif dilakukan pada arang aktif tempurung
kelapa sawit dengan atau tanpa aktivasi KOH 30%. Gambar 9a menunjukkan
jumlah pori arang aktif tempurung kelapa sawit tanpa aktivasi yang terbentuk
lebih sedikit dibandingkan arang aktif tempurung kelapa sawit dengan aktivasi
KOH (Gambar 9b). Semakin banyak struktur pori pada permukaan arang aktif
maka kemampuan dalam menyerap cairan dan gas akan semakin tinggi.
(a)
(b)
Gambar 9 Permukaan arang aktif tempurung kelapa sawit (a) aktivasi
KOH dan (b) tanpa aktivasi dengan perbesaran 1000 kali.
Arang Aktif sebagai Adsorben Logam Fe dan Cu
Optimisasi kapasitas adsorpsi arang aktif terhadap logam berat pada
limbah batik cair dilakukan dengan variasi lama waktu pengadukan dan bobot
arang aktif yang ditambahkan. Sebelumnya, dilakukan karakteristik terhadap
limbah batik cair dan diketahui kandungan Fe dan Cu berturut-turut sebesar
1.2190 dan 0.5830 ppm. Kapasitas adsorpsi dengan variasi lama pengadukan
terhadap logam Fe yang dihasilkan berkisar 37.66-61.36% dan terhadap logam Cu
berkisar 54.29-79.54% (Lampiran 8). Berdasarkan hasil yang diperoleh, kapasitas
11
Kapasitas Adsorpsi (%)
adsorpsi logam Fe dan Cu tertinggi terjadi pada waktu lama pengadukan 90 menit.
Hal ini menunjukkan semakin lama waktu pengadukan, kemampuan arang aktif
untuk mengikat logam akan semakin besar. Hal ini karena adanya waktu kontak
yang lama antara adsorben dengan adsorbat sehingga memungkinkan semakin
banyak terbentuk ikatan antara partikel arang aktif dengan logam (Syauqiah 2011).
Sementara itu, kapasitas adsorpsi dengan variasi penambahan bobot arang
aktif terhadap logam Fe berkisar 37.66-63.32% dan logam Cu berkisar 62.0979.15% (Lampiran 9).Berdasarkan hasil penelitian, kapasitas adsorpsi kedua
logam pada arang aktif meningkat seiring bertambahnya bobot arang aktif. Hal ini
disebabkan arang aktif dengan penambahan bobot arang aktif akan menambah
jumlah pori permukaan yang akan mengadsorpsi logam. Hasil penelitian juga
menunjukkan kapasitas adsorpsi arang aktif dengan aktivasi KOH terhadap kedua
logam lebih tinggi dibandingkan dengan arang aktif tanpa aktivasi. Hal ini karena
proses aktivasi KOH akan menghasilkan pori-pori arang aktif yang lebih terbuka
sehingga kemampuan untuk menjerap logam semakin besar. Karakteristik arang
aktif yang berbeda satu sama lain menyebabkan adanya perbedaan nilai kapasitas
adsorpsi diantara arang aktif tongkol jagung dan tempurung kelapa sawit.
Kapasitas adsorpsi arang aktif tongkol jagung lebih besar dibandingkan arang
aktif tempurung kelapa sawit. Hal ini terkait dengan kandungan selulosa dan
kadar karbon terikat pada arang aktif tongkol jagung yang lebih besar. Selain
karakteristik arang aktif, proses adsorpsi juga dipengaruhi oleh diameter ion
logam-logam yang akan diadsorpsi. Diameter ion logam Cu (70 pm) yang lebih
kecil dibandingkan ion logam Fe (76 pm) menyebabkan logam Cu lebih mudah
teradsorpsi ke dalam pori arang aktif (Uzun dan Guzel 2000)
80,00
70,00
60,00
50,00
40,00
30,00
20,00
10,00
0,00
30
60
Waktu Pengadukan (Menit)
(a)
90
Kapasitas Adsorpsi (%)
12
100,00
80,00
(b)
60,00
40,00
20,00
0,00
30
60
90
Waktu Pengadukan (menit)
(b)
Kapasitas Adsorpsi (%)
100
80
60
40
20
0
0,2
0,5
1
Bobot Arang Aktif (gram)
(c)
Kapasitas Adsorpsi (%)
100
80
60
40
20
0
0,2
0,5
Bobot Arang Aktif (gram)
1
13
Gambar 9 Kapasitas adsorpsi arang aktif TKS (kuning), TJ (hijau), logam
Fe (
), Cu (
) berdasarkan lama pengadukan (a)
tanpa aktivasi, (b) dengan aktivasi KOH 30% dan variasi bobot
arang aktif (c) tanpa aktivasi, (d) dengan aktivasi KOH 30% .
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Kondisi optimum penjerapan logam berat pada limbah batik terjadi pada
waktu pengadukan 90 menit dan penambahan bobot arang aktif 1 gram. Kapasitas
adsorpsi terhadap logam Fe dan Cu tertinggi ditunjukkan pada arang aktif tongkol
jagung dengan aktivasi KOH 30% secara berturut-turut yaitu 63.32% dan 79.15%
Saran
Perlu dilakukan variasi aktivasi kimia dan fisika lebih lanjut dalam
pembuatan arang aktif. Variasi kondisi pengaplikasian arang aktif pada limbah
batik perlu diperlukan lebih lanjut agar lebih kapasitas adsorpsi lebihefektif dan
efisien. Serta, pengaturan pH pada kondisi adsorpsi juga perlu dilakukan.
DAFTAR PUSTAKA
Agustina et al. 2011. Pengolahan Air Limbah Pewarna Sintesis dengan
Menggunakan Reagen Fenton. Prosiding Seminar Nasional AvoER ke-3.
Palembang
Apriani R, Faryuni ID, dan Wahyuni D. 2013. Pengaruh konsentrasi aktivator
kalium hidroksida (KOH) terhadap kualitas karbon aktif kulit durian
sebagai adsorben logam Fe pada air gambut. Prisma Fisika 2(1) :82-86.
[BSN] Badan Standardisasi Nasional. 1995. SNI 06-3730-1995: Arang Aktif
Teknis. Jakarta: Dewan Standarisasi Nasional.
Cahyani R. 2012. Sintesis dan karakterisasi membran polisulfon didadah karbon
aktif untuk filtrasi air [tesis]. Bogor (ID): Sekolah Pascasarjana. Institut
Pertanian Bogor.
Gustama A. 2012. Pembuatan arang aktif tempurung kelapa sawit sebagai
adsorben dalam pemurnian biodiesel [skripsi]. Bogor (ID): Institut
Pertanian Bogor
Hendra D dan Gustan P. 1999. Pembuatan arang aktif dari tandan kosong kelapa
sawit. Bul Penelitian Hasil Hutan 17(2):122-133.
14
Lorenz KJ, Kulp K. 1991. Handbook of Cereal Science and Technology. New
York: Marcel Dekker.
Marsh H, Reinoso FR. 2006. Active Carbon.Alicante: Elvecier Science &
Technology Books.
Meisrilestari. 2013. Pembuatan arang aktif dari cangkang kelapa sawit dengan
aktivasi secara fisika, kimia dan fisika kimia. Konversi 2(1).
Pari G. 2004. Kajian struktur arang aktif dari serbuk gergaji kayu sebagai
adsorben formaldehida kayu lapis [disertasi]. Bogor (ID): Institut
Pertanian Bogor.
Pari G, Hendra D, Pasaribu RA. 2008. Peningkatan mutu arang aktif kulit kayu
mangium. Jurnal Penelitian Hasil Hutan 26:214-227.
Pambayun GS et al. 2013. Pembuatan karbon aktif dari arang tempurung kelapa
dengan aktivator ZnCl2 dan Na2CO3 sebagai adsorben untuk mengurangi
kadar fenol dalam air limbah. Jurnal Teknik Pomits 2(1):116-120.
Prabowo AL. 2009. Pembuatan karbon aktif dari tongkoljagung serta aplikasinya
untuk adsorpsi Cu, Pb dan amonia. Depok (ID): Universitas Indonesia.
Prayitno WE. 2010. Efektivitas zeolit dan karbon aktif tempurung kelapa dalam
kadar logam berat tembaga (Cu) limbah cair industri percetakan [skripsi].
Semarang (ID): Universitas Diponegoro.
Roy GM. 1995. Activated Carbon Application in the Food and Pharmaceutical
Industries. Penislavina: Techonic Pub.
Subadra, Setiaji BI dan Tahir I. 2005. Activated Carbon Production From
Coconut Shell With (NH4)HCO3 Activator As An Adsorbent In Virgin
Coconut Oil Purification. Yogyakarta: Universitas Gadjah Mada.
Susanti E, Henny. 2008. Pedoman Pengolahan Limbah Cair Yang Mengandung
Kromium Dengan Sistem Lahan Basah Buatan Dan Reaktor Kolom. LIPI.
Syauqiah et al. 2011. Analisis variasi waktu dan kecepatan pengaduk pada proses
adsorpsi limbah logam berat dengan arang aktif. Info Teknik (12)1.
Uzun I & Guzel F. 2000. Adsorption of some heavy metal ions from aqueous
solution by activated carbon and comparison of percent adsorption results of
activated carbon with those of some other adsorbents. Turk J Chem 24:291297.
Wardhini E et al. 2010. The removal mechanisms of Hg from water using two
different types of activated carbons. Seminar Nasional Sains &Teknologi.
Universitas Lampung.
Watini. 2009. Pengaruh Waktu Kontak Eceng Gondok (Eichornia crassipes)
Terhadap Penurunan Kadar Cd dan Cr Pada Air Limbah Industri Batik
(Home Industry Batik Di Desa Sokaraja Lor) [skripsi]. Purwokerto (ID):
Universitas Jenderal Soedirman, Purwokerto.
15
Lampiran 1 Diagram alir penelitian
Tongkol Jagung dan Tempurung Kelapa Sawit
Karbonisasi(24 jam)
Arang
Perendaman dalam KOH
30% (24 jam)
Tanpa
perendaman
Aktivasi dengan H2O
(7000C; 60menit)
Aktivasi dengan H2O
(7000C; 60menit)
Arang Aktif
Arang Aktif
Analisis:
1. Rendemen
2. Kadar air, abu, zat
terbang, karbon terikat
3. Daya jerap iodin,
benzena, biru metilena
Analisis:
1. Rendemen
2. Kadar air, abu, zat
terbang, karbon terikat
3. Daya jerap iodin,
benzena, biru metilena
Limbah Cair Batik
Karakteristik:
1. Logam Berat
Arang Aktif
Lama Pengadukan 30,
60, dan 90 menit
Analisis:
1. Logam Berat
2. COD
3. pH
Variasi bobot arang 0,2;
0,5; dan 1 gram
Analisis:
1. Logam Berat
2. COD
3. pH
16
Lampiran 2 Penentuan rendemen arang aktif
Bobot (g)
Perlakuan
awal
500
300
200
200
TKS
TKS 30
TJ
TJ 30
Akhir
392
219
169
140
Rendemen (%)
78.40
73.00
80.00
74.80
Contoh perhitungan (TKS):
( )
x 100%
Rendemen =
( )
=
x 100%
Rendemen = 78.40%
Lampiran 3 Penentuan kadar air, kadar abu kadar karbon zat terbang arangaktif
Parameter
Perlakuan Ulangan
TKS
TKS 30
Kadar Air
TJ
TJ 30
TKS
TKS 30
Kadar Zat
Terbang
TJ
TJ 30
TKS
TKS 30
Kadar Abu
TJ
TJ 30
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
1
2
Bobot (g)
awal
Akhir
0.912
0.935
0.965
0.941
0.903
1.000
1.026
0.919
0.653
0.672
0.872
0.837
1.005 0.895
0.943
0.844
0.940
0.913
0.895
0.844
0.836
0.651
0.903
0.919
0.879
0.846
0.783
0.748
0.743
0.597
0.827
0.729
0.879
0.846
0.783
0.748
0.743
0.579
0.729
0.827
0.035
0.035
0.161
0.148
0.043
0.028
0.142
0.140
Kadar (%)
2.45
2.48
9.70
10.42
2.82
4.18
10.94
10.50
6.50
7.33
12.51
11.37
11.12
11.05
19.27
10.01
3.98
4.13
20.56
19.78
5.78
4.69
17.17
19.20
Rerata(%)
2.47
10.06
3.50
10.72
6.91
11.94
11.08
14.64
4.06
20.18
5.24
18.19
17
Lanjutan Lampiran 3
Contoh perhitungan (TKS ulangan 1)
Kadar air =
=
( .
(
.
.
Kadar air = 2.45%
( )
)
Kadar zat terbang =
=
( .
)
x 100%
x 100%
(
.
.
Kadar zat terbang = 6.50%
Kadar abu =
=
.
.
( )
( )
( )
)
)
x 100%
x 100%
x 100%
x 100%
Kadar abu = 3.98%
Lampiran 4 Penentuan kadar karbon terikat
Kadar (%)
Perlakuan
TKS
TKS 30
TJ
TJ 30
Zat Terbang
Abu
6.91
11.94
11.08
14.64
5.26
20.18
4.06
18.19
Karbon
Terikat
89.03
67.88
83.68
67.17
Contoh perhitungan (TKS) :
Kadar karbon terikat = 100% - (Kadar zat terbang +Kadar abu)
= 100% - (6.91% +4.06%)
Kadar karbon terikat = 89.03%
18
Lampiran 5 Penentuan daya jerap arang aktif iodin
Bobot
Arang
Aktif (g)
0.250
0.252
0.250
0.251
0.253
0.251
0.250
0.250
Perlakuan Ulangan
TKS
TKS 30
TJ
TJ 30
1
2
1
2
1
2
1
2
Volume Natiosulfat (mL)
Daya Jerap
Iodin (mg/g)
5.25
5.20
5.60
5.80
4.50
4.60
5.00
5.00
550.36
552.70
502.33
550.27
609
636.74
584.51
584.51
Rerata (mg/g)
551.53
526.30
622.87
584.51
Contoh perhitungan (TKS ulangan 1):
Daya jerap iodin (mg/g) =
{
=
{
.
.
.
.
.
.
Daya jerap iodin (mg/g) = 550.36 mg/g
Keterangan:
B = volume larutan Na-tiosulfat (mL)
C = normalitas Na-tiosulfat (N)
D = normalitas iodin (N)
12.693 = jumlah iodin yang sesuai dengan
1 mL larutan Na2S2O3 0.1 N
.
.
Lampiran 6 Penentuan daya jerap benzena
Perlakuan
Ulangan
Awal (g)
Akhir (g)
1
2
1
2
1
2
1
2
1.007
1.006
1.005
1.004
1.005
1.002
1.003
1.002
1.140
1.225
1.123
1.155
1.145
1.197
1.189
1.234
TKS
TKS 30
TJ
TJ 30
Contoh perhitungan (TKS ulangan 1):
(
)
Daya jerap benzena =
x 100%
( )
=
( .
.
.
)
Daya jerap benzena = 13.30%
x 100%
Daya Jerap
Benzena (%)
13.30
22.50
11.80
15.10
14.00
19.20
18.70
23.10
Rerata (%)
17.90
13.45
16.60
20.90
19
Lampiran 7 Penentuan daya jerap biru metilena
a. Daya jerap biru metilena
Bobot Arang
Perlakuan
Aktif (g)
TKS
TKS 30
TJ
TJ 30
Konsentrasi
Akhir
(ppm)
Daya Jerap Metilena
Biru (mg/g)
0.9512
1. 2206
0.9657
0.6528
115.83
118.24
117.43
121.00
0.252
0.251
0.253
0.252
Contoh perhitungan (TKS):
Diketahui :
Konsentrasi awal biru metilena = 12.8500 ppm
Daya jerap biru metilena=
=
.
(
(
.
.
Daya jerap biru metilena = 115.83 mg/g
.
)
)
20
Lampiran 8 Kapasitas adsorpsi logam dengan variasi waktu pengadukan
Logam
Lama
Pengadukan
(menit)
30
60
90
30
60
90
30
60
90
30
60
90
30
60
90
30
60
90
30
60
90
30
60
90
Perlakuan
TKS
TKS 30
Fe
TJ
TJ 30
TKS
TKS 30
Cu
TJ
TJ 30
Konsentrasi
Akhir
(ppm)
0.5086
0.7556
0.4983
0.7599
0.6600
0.4967
0.7352
0.6812
0.4476
0.5302
0.5570
0.4710
0.2664
0.2353
0.2171
0.2359
0.2317
0.2288
0.2608
0.1674
0.1402
0.1234
0.1221
0.1192
Kapasitas Adsorpsi
(%)
58.27
38.01
59.11
37.65
45.85
59.25
39.68
44.11
60.77
56.50
54.30
61.35
54.30
59.63
62.76
59.52
60.24
60.75
55.26
71.28
75.94
78.81
79.04
79.54
Contoh perhitungan (TKS, waktu pengadukan 30 menit, logam Fe) :
Diketahui:
Konsentrasi awal Fe = 1,2190 ppm
Cu = 0.5830 ppm
Kapasitas adsorpsi =
.
.
× 100%
=
.
Kapasitas adsorpsi = 58.27%
× 100%
21
Lampiran 9 Kapasitas adsorpsi logam dengan variasi bobot arang aktif
Logam
Perlakuan
Bobot
Arang Aktif
(gram)
Konsentrasi
Akhir (ppm)
Kapasitas Adsorpsi (%)
0.2
0.5
1
0.2
0.5
1
0.2
0.5
1
0.2
0.5
1
0.2
0.5
1
0.2
0.5
1
0.2
0.5
1
0.2
0.5
1
0.7383
0.6756
0.4989
0.7599
0.6600
0.4567
0.7352
0.6812
0.4638
0.5302
0.5570
0.4470
0.2634
0.1521
0.1351
0.2858
0.2439
0.1293
0.2211
0.1790
0.1272
0.1620
0.1676
0.1215
39.42
44.57
59.06
37.65
45.85
62.53
39.68
44.11
61.94
56.50
54.30
63.32
54.80
73.89
76.82
50.97
58.15
77.81
62.06
69.28
78.18
72.20
71.23
79.15
TKS
TKS 30
Fe
TJ
TJ 30
TKS
TKS 30
Cu
TJ
TJ 30
Contoh perhitungan (TKS, waktu pengadukan 30 menit, logam Fe):
Diketahui:
Konsentrasi awal Fe = 1,2190 ppm
Cu = 0.5830 ppm
Kapasitas adsorpsi =
.
.
=
× 100%
.
Kapasitas adsorpsi =39.42%
× 100%
22
Lampiran 10 Karakterisasi Limbah Batik
Parameter
Nilai
Logam Berat (ppm)
a. Cr
< 0.005
b. Ag
< 0.005
c. Pb
0.0607
d. Cu
0.5830
e. Fe
1.2190
f. Zn
< 0.005
23
RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 06 November 1991 sebagai anak
kedua dari 3 bersaudara dari pasangan Andi Bun dan Lili. Penulis lulus dari SMA
Negeri 2 Depok pada tahun 2009 dan pada tahun sama penulis melanjutkan
studi di Departemen Kimia Institut Pertanian Bogor melalui jalur UTM.
Selama mengikuti perkuliahan penulis berkesempatan menjadi asisten
praktikum kimia lingkungan 2010/2011, Praktikum Kimia Fisik 2012/2013.
Pada bulan Juli-Agustus 2012 penulis melaksanakan kegiatan praktek lapang
di Laboratorium Teknologi dan Mikrobiologi PPPTMGB LEMIGAS; Jalan
Ciledug Raya Kav. 109 Cipulir, Kebayoran Lama, Jakarta Selatan 12230 dengan
judul Verifikasi Penentuan COD dengan Metode Refluks dan Spektofotometer.