16
2.6.3 Jar Test
Pada metode jar test, koagulan dibubuhkan ke sampel air limbah untuk pengadukan di laboratorium yang gunanya adalah mensimulasi kondisi
pengadukan sebenarnya. Jar test memberikan keefektifitasan pada intensitas pengadukan dan waktu pengadukan sehingga mempengaruhi ukuran flok dan
densitas. Jar test juga dapat digunakan untuk mengevaluasi selang waktu pemberian koagulan dan rasio pengenceran untuk koagulan. Hal yang biasa
dilakukan pada jar test adalah menguji beberapa variasi dosis koagulan kemudian ditambahkan koagulan dengan dosis yang sesuai sebelum dilakukan pengadukan
cepat dengan kecepatan tertentu dan waktu tertentu [12]. Pengaduk yang biasa digunakan pada jartest adalah pengaduk dengan jenis paddle impeller dengan dua
atau empat blade dengan lebar blade antara 16 hingga 110 dari diameter. Secara umum, pengadukan cepat kemudian pengadukan lambat yang
dilakukan pada gradien kecepatan berkisar antara 100 hingga 1000 per detik selama 5 hingga 180 detik. Sedangkan pengadukan lambat secara umum
dilakukan pada gradien kecepatan kurang dari 100 per detik selama 10 hingga 60
menit [1].
Gambar 2.4 Peralatan Jar Test [1]
2.7 Karakteristik Biji Kelor sebagai Koagulan
Tanaman kelor Moringa oleifera atau sinonim dari Moringa pterygosperma, berasal dari familia Moringaceae merupakan jenis tumbuhan
perdu termasuk ke dalam tumbuhan tingkat tinggi atau biasa disebut dengan pohon kecil dengan tinggi batang 7 - 11 meter, berbatang lunak dan rapuh,
dengan daun sebesar ujung jari berbentuk bulat telur dan tersusun majemuk.
Tanaman ini berbunga sepanjang tahun berwarna putih, buah bersisi segitiga dengan panjang sekitar 30 cm, tumbuh subur mulai dari dataran rendah
Universitas Sumatera Utara
17 sampai ketinggian 700 m di atas permukaan laut. Adapun gambarnya adalah
sebagai berikut:
Gambar 2.5 Tanaman Kelor Moringa oleifera [38]
Menurut sejarahnya, tanaman kelor atau marongghi Moringa oleifera, berasal dari kawasan sekitar Himalaya dan India, kemudian menyebar ke kawasan
di sekitarnya sampai ke Benua Afrika dan Asia-Barat.
Di Indonesia, khususnya di lingkungan perkampungan dan pedesaan, tanaman kelor baru sampai menjadi tanaman pagar hidup, batas tanah ataupun
penjalar tanaman lain, tetapi manfaat dari daun dan karangan bunga serta buah
muda sebagai sayuran, sudah sejak lama digunakan.
Bunganya akan tetap dipelihara hingga menjadi buah dan menghasilkan biji yang dapat dijual kepada perusahaan asing yang memerlukan untuk
pembuatan tepung atau minyak sebagai bahan baku pembuatan obat dan kosmetik bernilai tinggi.
Sejak awal tahun 1980-an oleh Jurusan Teknik Lingkungan ITB, biji kelor digunakan untuk penjernihan air permukaan air kolam, air sungai, air danau
sampai ke air sungai sebagai pengendap koagulans dengan hasil yang memuaskan. Oleh karena rangkaian penelitian terhadap manfaat tanaman kelor
mulai dari daun, kulit batang, buah sampai bijinya, sejak awal tahun 1980-an telah dimulai.
Universitas Sumatera Utara
18 Biji kelor juga berperan sebagai koagulan yang efektif karena adanya zat
aktif 4-alfa-4-rhamnosyloxy-benzil-isothiocyanate yang terkandung dalam biji kelor. Zat aktif itu mampu mengadsorbsi partikel-partikel air limbah. Dengan
pengubahan bentuk menjadi bentuk yang lebih kecil, maka zat aktif dari biji kelor tersebut akan semakin banyak karena luas permukaan biji kelor semakin besar.
Apabila kandungan air di dalam biji kelor besar, maka kemampuannya dalam menyerap limbah cair semakin kecil karena zat aktif tersebut tidak berada di
permukaan biji kelor tetapi tertutupi oleh air sehingga kelembaban biji kelor harus kecil [31].
Gambar struktur
dari kandungan
aktif 4-alfa-4-rhamnosyloxy-
benzilisothiocyanate dalam biji kelor adalah sebagai berikut:
Gambar 2.6 Struktur Zat Aktif 4-alfa-4-rhamnosyloxy-benzil- isothiocyanate
[38] Unsur-unsur yang terkandung dalam biji kelor kering dapat diketahui pada
Tabel 2.5 dan 2.6 berikut ini. Tabel 2.5 Unsur-Unsur Yang Terkandung Per 100 Gram Biji Kelor Kering [38]
Unsur Berat
Satuan
Air 4,08
Gram Protein
38,4 Gram
Lemak 34,7
Serat 3,5
Gram Ampas
3,2 Gram
Ekstrak N 16,4
Gram
Universitas Sumatera Utara
19 Tabel 2.6 Kandungan Biji Kelor [17]
Kandungan Biji
Daun Tepung Daun
Kadar Air 86.90
75.00 7.50
Calori 26.00
92.00 205.00
Protein g 2.50
6.70 27.10
Lemak g 0.10
1.70 2.30
Carbohydrate g 3.70
13.40 38.20
Fiber g 4.80
0.90 19.20
Minerals g 2.00
2.30 -
Ca mg 30.00
440.00 2.00
Mg mg 24.00
24.00 368.00
P mg 110.00
70.00 204.00
K mg 259.00
259.00 1.30
Cu mg 3.10
1.10 0.50
Fe mg 5.30
7.00 28.20
S mg 137.00
137.00 870.00
Oxalic acid mg 10.00
101.00 1.6
Vitamin A - B carotene mg 0.11
6.80 16.30
Vitamin B -choline mg 423.00
423.00 -
Vitamin B1 -thiamin mg 0.05
0.21 2.64
Vitamin B2 -riboflavin mg 0.07
0.05 20.50
Vitamin B3 -nicotinic acid mg 0.20
0.80 8.20
Vitamin C -ascorbic acid mg 120.00
220.00 17.30
Vitamin E -tocopherol mg -
- 113.00
Biji kelor merupakan bagian dari tanaman kelor yang memiliki protein dengan konsentrasi yang tinggi. Protein biji kelor penting untuk diketahui dalam
proses penjernihan limbah cair, protein inilah yang berperan sebagai koagulan partikel-partikel penyebab kekeruhan. Protein tersebut adalah polielektrolit
kationik. Polielektrolit membantu koagulasi dengan menetralkan muatan-muatan
Universitas Sumatera Utara
20 partikel koloid, tetapi polielektrolit bermuatan sama sebagaimana koloid dapat
juga digunakan sebagai koagulan dengan menghubungkan antar partikel [25]. Menurut [3] menyatakan bahwa mekanisme koagulasi biji kelor
didominasi oleh proses adsorbsi dan penetralan muatan dan konsentrasi protein yang tinggi di dalam biji kelor merupakan flokulan polielektrolit kationik alami
berbasis polipeptida dengan berat molekul berkisar antara 6.000-16.000 dalton. [36] menyatakan bahwa konsentrasi protein dari biji kelor biji dalam kotiledon
sebesar 147.280 ppmgram, dari daun kelor sebesar 15.680 ppmgram, dan dari kulit biji kelor sebesar 73.547 ppmgram. Protein tersebut mengandung tiga asam
amino yang sebagian besar merupakan asam glutamat, metionin, dan arginin [38].
Gambar 2.7 Struktur Asam Amino Asam Glutamat [38]
Rantai cabang asam amino glutamat bermuatan negatif pada gugus karboksilnya, sedangkan ariginin bermuatan positif pada gugus guinidio. Asam
metionin mempunyai rantai cabang atom belerang yang berperan dalam pembentukan ikatan disulfida molekul protein.
Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh [38] diketahui konsentrasi protein dari masing-masing bagian biji kelor dan bagian biji dalam menunjukkan
nilai yang paling tinggi. Protein biji kelor yang tidak dikupas kulit bijinya mengandung separuh bagian dibandingkan dengan protein dari bagian biji dalam
saja, oleh karena itu jika akan digunakan sebagai koagulan maka sebaiknya kulit biji kelor dikupas terlebih dahulu. Pengupasan biji kelor memang memerlukan
waktu yang lebih lama tetapi akan lebih efektif jika dibandingkan dengan mengunakan biji kelor sebagai bahan koagulan tanpa dikupas kulit bijinya.
[3] menyatakan bahwa biji kelor bagian dalam beserta kulit biji kelor dan biji bagian dalam saja sama-sama memiliki aktivitasi koagulasi.
Universitas Sumatera Utara
21
2.8 Potensi Ekonomi Koagulan Serbuk Biji Kelor