Efektivitas Ampas Teh Sebagai Adsorben Alternatif Limbah Cair Industri Tekstil

EFEKTIVITAS AMPAS TEH SEBAGAI ADSORBEN
ALTERNATIF LIMBAH CAIR INDUSTRI TEKSTIL

RETNOWATI

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2005

ABSTRAK
RETNOWATI. Efektivitas Ampas Teh sebagai Adsorben Alternatif Limbah Cair
Industri Tekstil. Dibimbing oleh KOMAR SUTRIAH dan HENNY
PURWANINGSIH SUYUTI.
Penanganan limbah cair berwarna dari industri tekstil yang menggunakan karbon
aktif, membutuhkan biaya besar. Untuk mengatasi ha l ini perlu dihasilkan adsorben
alternatif berbaha n dasar murah, misalnya ampas teh yang digunakan dalam penelitian
ini.
Serbuk ampas teh dicuci dengan air deionisasi (biosorben TA), kemudian
pencucian dilanjutkan dengan HNO3 0.6 M (AA), NaOH 0.6 M (AB), atau etanol

(AE). Adsor psi terbesar amaran dan biru metilina masing-masing diperoleh dari
biosorben AE dan TA, yaitu 90.51% dan 94.93%. Waktu yang dibutuhkan 0.1 g
biosorben AE untuk mengadsorpsi larutan amaran adalah 6 jam. Biosorben TA
sebanyak 0.2 g mengadsorpsi larutan biru metilena dengan waktu kontak 2 jam.
Perubahan kuat ion dan pH mempengaruhi daya adsorpsi ampas teh. Biosorben AA
0.10 M meningkat adsorpsinya terhadap amaran pada penambahan KNO3 1.00 M.
Penambahan KNO3 0.10 M pada larutan biru metilena meningkatkan kemampuan
adsorpsi seluruh biosorben. Pengkondisian pH 4 meningkatkan adsorpsi biosorben
AB terhadap larutan biru metilena dan pH 6 meningkatkan adsorpsi biosorben AA
terhadap larutan yang sama.
Berdasarkan pola isoterm adsorpsi, biosorben ampas teh lebih selektif terhadap
larutan bir u metilena dibandingkan amaran.

ABSTRACT
RETNOWATI. The Effectivness of Teawaste as Alternative Adsorbent for Textile
Industries Wastewater. Supervised by KOMAR SUTRIAH and HENNY
PURWANIN GSIH SUYUTI.
Colored wastewater from textile industries treated by activated carbons requires
relatively high costs. To overcome this disadvantages relatively cheap materials are
used as alternative adsorbent, such as teawaste that has been used in this study.

The teawaste powder was washed by deionized water (TA biosorbent), then
washed by HNO3 0.6 M (AA), NaOH 0.6 M (AB), or ethanol (AE). The highest
adsorption for amaranth and methylene blue was obtained from AE and TA
biosorbent, i.e. 90.51% and 94.93%. The required time for 0.1 g AE biosorbent to
adsorp amaranth solution was 6 hours. The amount of 0.2 g TA biosorbent was the
best in adsorbing methylene blue solution at 2 hours contact time.
The change of ionic strength and pH influenced adsorption capac ity of teawaste.
The adsorption capacity of AA biosorbent to amaranth was increasing by adding
KNO3 1.00 M. Addition of 0.10 KNO3 to methylene blue solution increased the
capacity of all biosorbent . Adjusting to pH 4 increased AB biosorbent capacity of
methylene blue solution and pH 6 increased AA biosorbent adsorption capacity to the
same solution.
According to the pattern of isotherm adsorption from teawaste, biosorbent was
selective to methylene blue rather than to amaranth.

EFEKTIVITAS AMPAS TEH SEBAGAI ADSORBEN
ALTERNATIF LIMBAH CAIR INDUSTRI TEKSTIL

RETNOWATI

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
2005

Judul skripsi : Efe ktivitas Ampas Teh sebagai Adsorben Alternatif Limbah Cair
Industri Tekstil
Nama
: Retnowati
NIM
: G01498070

Disetujui

Drs. Komar Sutriah, M.Si.
Ketua

Henny Purwaningsih suyuti, S.Si, M.Si
Anggota

Diketahui
Dekan fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, M.S.
NIP. 131 473 999

Tanggal lulus :

PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan
karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian ini dilakukan
dari bulan November 2004 sampai Juni 2005 dengan judul Efektifitas Ampas Teh
sebagai Adsorben Alternatif Limbah Cair Industri Tekstil. Penelitian ini dilakukan di
Laboratorium Kimia Fisik Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu

Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Drs. Komar Sutriah, M.Si dan
Ibu Henny Purwaningsih, S.Si, M.Si selaku pembimbing yang telah banyak
memberikan saran. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada semua
pihak di Laboratorium Kimia Fisik Departemen Kimia FMIPA IPB yang telah banyak
memberikan bantuannya. Terima kasih untuk Lina, Dian, Nisa, Isye, Mila Citra, Erna,
Lia, Ika, dan mas Heri atas dukungan dan bantuannya. Ungkapan terima kasih juga
disampaikan kepada bapak, ibu, dan kakak atas segala do’a, dukungan, dan semua
sarana yang tak ternilai.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Oktober 2005
Retnowati

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 11 Agustus 1980 dari ayah Rakidi
dan ibu Juminem. Penulis merupakan putri bungsu dari sebelas bersaudara.
Tahun 1998 penulis lulus dari SMA Negeri 62 Jakarta dan pada tahun yang
sama lulus seleksi masuk ke IPB melalui jalur Ujian Masuk Perguruan Tinggi Negeri.
Penulis memilih Program Studi Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam.

Selama mengikuti perkuliahan penulis pernah mengikuti praktek lapangan di
dinas Pengendalian Mutu Petrokimia (DPMP) Pertamina pada tahun 2000.

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... ix
DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................ x
PENDAHULUAN ............................................................................................... 1
TINJAUAN PUSTAKA
Teh ...............................................................................................................
Adsorpsi.......................................................................................................
Karbon Aktif ................................................................................................
Kuat Ion........................................................................................................
pH.................................................................................................................
Zat Warna .....................................................................................................

1
2
3
3

3
3

METODE PENELITIAN
Bahan dan Alat............................................................................................. 4
Metode ...................................................................................................... 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penentuan Bobot Optimum Adsorben dan Waktu Optimum Adsorpsi........
Pengaruh Kuat Ion terhadap Adsorpsi..........................................................
Pengaruh pH terhadap Adsorpsi...................................................................
Penentuan Isoterm Adsorpsi.........................................................................

5
7
8
8

SIMPULAN DAN SARAN................................................................................. 9
Simpulan ..................................................................................................... 9
Saran............................................................................................................ 9

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 9
LAMPIRAN......................................................................................................... 11

DAFTAR GAMBAR
Halaman
1

Struktur senyawa amara n................................................................................ 3

2

Struktur senyawa biru metilena ..................................................................... 4

3

Adsorpsi larutan amaran 1.1249x10-5 M oleh biosorben TA ........................ 6

4

Adsorpsi larutan amaran 1.1249x10-5 M oleh biosorben AA ........................ 6

5

Adsorpsi larutan amaran 1.1249x10-5 M oleh biosorben AB ........................ 6

6

Adsorpsi larutan amaran 1.1249x10-5 M oleh biosorben AE ........................ 6

7

Adsorpsi larutan amaran 1.1249x10-5 M oleh arang aktif ............................. 7

8

Adsorpsi larutan biru metilen 1.1255x10-5 M oleh berbagai biosorben ....... 7

9

Adsorpsi larutan amaran 1.1249x10-5 M dengan penambaha n kuat ion........ 7

10 Adsorpsi larutan biru metilen 1.1255x10-5 M dengan penambahan kuat ion 8
11 Adsorpsi larutan amaran 1.1249x 10 -5 M dengan perubahan pH .................. 8
12 Adsorpsi larutan biru metilen 1.1255x 10-5 M dengan perubahan pH........... 8
13 Isoterm adsorpsi larutan amaran oleh biosorben AA..................................... 8

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1

Bagan alir penelitian...................................................................................... 12

2

Kadar air ampas teh........................................................................................ 13

3

Kurva standar ................................................................................................. 13

4

Isoterm adsorpsi larutan amaran oleh biosorben TA..................................... 19

5

Isoterm adsorpsi larutan amaran oleh berbagai biosorben............................. 20

6

Isoterm adsorpsi larutan amaran oleh arang aktif .......................................... 20

7

Isoterm adsorpsi larutan biru metilen oleh biosorben TA ............................ 20

8

Isoterm adsorpsi larutan biru metilen oleh biosorben AA ............................ 20

9

Isoterm adsorpsi larutan biru metilen ole h biosorben AB ............................ 20

10 Isoterm adsorpsi larutan biru metilen oleh biosorben AE ............................. 20
11 Isoterm adsorpsi larutan biru metilen oleh arang aktif .................................. 21

1

PENDAHULUAN
Limbah cair merupakan masalah utama
dalam pengendalian dampak lingkungan industri tekstil. Masuknya zat warna dari
limbah ke perairan mengakibatkan karakter
fisika dan kimia dari sumber daya air
berubah. Agar dapat memenuhi baku mutu,
limbah cair harus diolah secara terpadu, baik
yang dihasilkan selama proses produksi
maupun setelah proses produksi.
Pengelolaan limbah cair di dalam proses
produksi dimaksudkan untuk meminimalkan
volume, konsentrasi, dan toksisitas limbah.
Pengelolaan limbah cai r setelah proses
produksi
dimaksudkan
untuk
menghilangkan atau menurunkan kadar
bahan pencemar yang terkandung di
dalamnya, sampai limbah cair memenuhi
syarat untuk dapat dibuang (memenuhi baku
mutu yang ditetapkan).
Pengelolaan limbah cair yang paling
banyak dilakukan oleh pabrik tekstil adalah
koagulasi (penggumpalan) yang diikuti adsorpsi bahan pencemar dengan melewatkan
air limbah melalui zeolit dan arang aktif
(Forlink 2000).
Adsorpsi
merupakan
peristiwa
penjerapan suatu zat pada permukaan zat
lain
yang
terjadi
karena
adanya
ketidakseimbangan
gaya
tarik
pada
permukaan zat tersebut (Siaka 2002). Zat
yang menjerap disebut adsorben, sedangkan
zat yang tejerap disebut adsorbat. Adsorben
dapat berupa zat padat maupun zat cair.
Adsorben padat diantaranya adalah silika
gel, alumina, platina halus, selulosa, dan
arang atau arang aktif. Adsorbat dapat
berupa gas dan zat cair. Penelitian ini
menggunakan larutan zat warna sebagai
adsorbat.
Adsorben dapat digunakan di bidang
industri pangan maupun non pangan.
Beberapa kegunaan adsorben diantaranya
adalah untuk memurnikan udara dan gas,
memurnikan pelarut, penghilangan bau
dalam pemurnian minyak nabati dan gula,
penghilangan warna produk -produk alam
dan larutan (Lynch 1990), serta untuk
penjerap zat warna dalam pengolahan
limbah industri tekstil. Berkembangnya
industri tersebut diikuti dengan makin
tingginya kebutuhan terhadap adsorben.
Demikian pula kebutuhan terhadap arang
aktif sebagai salah satu jenis adsorben juga
akan terus meningkat dan belum bisa
terpenuhi
secara
maksimum.
Untuk
mengatasi hal tersebut perlu diupayakan

keragaman sumber bahan baku adsorben
sehingga dapat mengimbangi kebutuhan
industri-industri terhadap adsorben.
Teh merupakan sumber devisa bagi
beberapa negara berkembang. Khususnya di
Srilanka, India dan Cina, Industri teh
merupakan penyumbang sangat penting dalam
pendapatan nasional masing-masing negara
tersebut. Indonesia sebagai salah satu negara
berkembang menerima devisa dari ekspor teh
sebesar 7.4% dari penerimaan total devisa dari
ekspor.
Pemanfaatan teh masih sangat terbatas dan
dalam ruang lingkup yang kecil. Bidang
peternakan menggunakan teh sebagai tambahan
dalam pembuatan kompos (Soilfoodweb 2001)
dan tambahan dalam pakan ternak (Fiberti
2002). Sebagai bahan baku adsorben alternatif,
ampas teh telah digunakan untuk menjerap ion
logam dengan keefektifan sampai 100% (Mahvi
2005).
Penelitian ini bertujuan mengkaji kemampuan ampas teh sebagai penjerap zat warna
dengan menggunakan larutan amaran dan biru
metilena sebagai model dan melihat pengaruh
kuat ion serta pH terhadap daya adsorpsinya.
Dua manfaat yang akan diperoleh dari
kegiatan ini adalah perolehan sumber adsorben
alternatif baru dan penanganan limbah industri
zat warna. Teh sebagai bahan alami aman bagi
lingkungan, ampasnya mudah didapat sebagai
limbah industri minuman teh.
TINJAUAN PUSTAKA
Teh
Tanaman teh berasal dari spesies Camellia
sinensis dan famili Tehaceae (Ullah 1991).
Jenis teh pada dasarnya hanya terdiri atas tiga
kelompok utama, yaitu teh hitam, teh oolong,
dan teh hijau (Changjaya 2002).
Daun teh segar mengandung senyawaan
seperti polisakarida, lemak, vitamin, mineral,
purin, kafein, dan polifenol (katekin dan
flavonoid). Proses pembuatan teh menjadi teh
hitam, teh oolong, dan teh hijau menyebabkan
perubahan komposisi senyawa dalam daun teh.
Teh hijau memiliki kadar katekin tertinggi
dibanding dua jenis teh lainnya. Proses
fermentasi dalam pembuatan teh hitam merusak
asam askorbat dan membuat kadar katekinnya
terendah (Tourle 2003).
Ampas teh mengandung protein kasar
27.42% (persen dalam berat kering), lemak
3.26%, kobalt 1.14%, fosfor 0.25%, dan serat
kasar 20.39% (Fiberti 2002). Tingginya kadar

EFEKTIVITAS AMPAS TEH SEBAGAI ADSORBEN
ALTERNATIF LIMBAH CAIR INDUSTRI TEKSTIL

RETNOWATI

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2005

ABSTRAK
RETNOWATI. Efektivitas Ampas Teh sebagai Adsorben Alternatif Limbah Cair
Industri Tekstil. Dibimbing oleh KOMAR SUTRIAH dan HENNY
PURWANINGSIH SUYUTI.
Penanganan limbah cair berwarna dari industri tekstil yang menggunakan karbon
aktif, membutuhkan biaya besar. Untuk mengatasi ha l ini perlu dihasilkan adsorben
alternatif berbaha n dasar murah, misalnya ampas teh yang digunakan dalam penelitian
ini.
Serbuk ampas teh dicuci dengan air deionisasi (biosorben TA), kemudian
pencucian dilanjutkan dengan HNO3 0.6 M (AA), NaOH 0.6 M (AB), atau etanol
(AE). Adsor psi terbesar amaran dan biru metilina masing-masing diperoleh dari
biosorben AE dan TA, yaitu 90.51% dan 94.93%. Waktu yang dibutuhkan 0.1 g
biosorben AE untuk mengadsorpsi larutan amaran adalah 6 jam. Biosorben TA
sebanyak 0.2 g mengadsorpsi larutan biru metilena dengan waktu kontak 2 jam.
Perubahan kuat ion dan pH mempengaruhi daya adsorpsi ampas teh. Biosorben AA
0.10 M meningkat adsorpsinya terhadap amaran pada penambahan KNO3 1.00 M.
Penambahan KNO3 0.10 M pada larutan biru metilena meningkatkan kemampuan
adsorpsi seluruh biosorben. Pengkondisian pH 4 meningkatkan adsorpsi biosorben
AB terhadap larutan biru metilena dan pH 6 meningkatkan adsorpsi biosorben AA
terhadap larutan yang sama.
Berdasarkan pola isoterm adsorpsi, biosorben ampas teh lebih selektif terhadap
larutan bir u metilena dibandingkan amaran.

ABSTRACT
RETNOWATI. The Effectivness of Teawaste as Alternative Adsorbent for Textile
Industries Wastewater. Supervised by KOMAR SUTRIAH and HENNY
PURWANIN GSIH SUYUTI.
Colored wastewater from textile industries treated by activated carbons requires
relatively high costs. To overcome this disadvantages relatively cheap materials are
used as alternative adsorbent, such as teawaste that has been used in this study.
The teawaste powder was washed by deionized water (TA biosorbent), then
washed by HNO3 0.6 M (AA), NaOH 0.6 M (AB), or ethanol (AE). The highest
adsorption for amaranth and methylene blue was obtained from AE and TA
biosorbent, i.e. 90.51% and 94.93%. The required time for 0.1 g AE biosorbent to
adsorp amaranth solution was 6 hours. The amount of 0.2 g TA biosorbent was the
best in adsorbing methylene blue solution at 2 hours contact time.
The change of ionic strength and pH influenced adsorption capac ity of teawaste.
The adsorption capacity of AA biosorbent to amaranth was increasing by adding
KNO3 1.00 M. Addition of 0.10 KNO3 to methylene blue solution increased the
capacity of all biosorbent . Adjusting to pH 4 increased AB biosorbent capacity of
methylene blue solution and pH 6 increased AA biosorbent adsorption capacity to the
same solution.
According to the pattern of isotherm adsorption from teawaste, biosorbent was
selective to methylene blue rather than to amaranth.

EFEKTIVITAS AMPAS TEH SEBAGAI ADSORBEN
ALTERNATIF LIMBAH CAIR INDUSTRI TEKSTIL

RETNOWATI

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
2005

Judul skripsi : Efe ktivitas Ampas Teh sebagai Adsorben Alternatif Limbah Cair
Industri Tekstil
Nama
: Retnowati
NIM
: G01498070

Disetujui

Drs. Komar Sutriah, M.Si.
Ketua

Henny Purwaningsih suyuti, S.Si, M.Si
Anggota

Diketahui
Dekan fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam

Dr. Ir. Yonny Koesmaryono, M.S.
NIP. 131 473 999

Tanggal lulus :

PRAKATA
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala rahmat dan
karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Penelitian ini dilakukan
dari bulan November 2004 sampai Juni 2005 dengan judul Efektifitas Ampas Teh
sebagai Adsorben Alternatif Limbah Cair Industri Tekstil. Penelitian ini dilakukan di
Laboratorium Kimia Fisik Departemen Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Institut Pertanian Bogor.
Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Drs. Komar Sutriah, M.Si dan
Ibu Henny Purwaningsih, S.Si, M.Si selaku pembimbing yang telah banyak
memberikan saran. Di samping itu, penghargaan penulis sampaikan kepada semua
pihak di Laboratorium Kimia Fisik Departemen Kimia FMIPA IPB yang telah banyak
memberikan bantuannya. Terima kasih untuk Lina, Dian, Nisa, Isye, Mila Citra, Erna,
Lia, Ika, dan mas Heri atas dukungan dan bantuannya. Ungkapan terima kasih juga
disampaikan kepada bapak, ibu, dan kakak atas segala do’a, dukungan, dan semua
sarana yang tak ternilai.
Semoga karya ilmiah ini bermanfaat.
Bogor, Oktober 2005
Retnowati

RIWAYAT HIDUP
Penulis dilahirkan di Jakarta pada tanggal 11 Agustus 1980 dari ayah Rakidi
dan ibu Juminem. Penulis merupakan putri bungsu dari sebelas bersaudara.
Tahun 1998 penulis lulus dari SMA Negeri 62 Jakarta dan pada tahun yang
sama lulus seleksi masuk ke IPB melalui jalur Ujian Masuk Perguruan Tinggi Negeri.
Penulis memilih Program Studi Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan
Alam.
Selama mengikuti perkuliahan penulis pernah mengikuti praktek lapangan di
dinas Pengendalian Mutu Petrokimia (DPMP) Pertamina pada tahun 2000.

DAFTAR ISI
Halaman
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... ix
DAFTAR LAMPIRAN........................................................................................ x
PENDAHULUAN ............................................................................................... 1
TINJAUAN PUSTAKA
Teh ...............................................................................................................
Adsorpsi.......................................................................................................
Karbon Aktif ................................................................................................
Kuat Ion........................................................................................................
pH.................................................................................................................
Zat Warna .....................................................................................................

1
2
3
3
3
3

METODE PENELITIAN
Bahan dan Alat............................................................................................. 4
Metode ...................................................................................................... 4
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penentuan Bobot Optimum Adsorben dan Waktu Optimum Adsorpsi........
Pengaruh Kuat Ion terhadap Adsorpsi..........................................................
Pengaruh pH terhadap Adsorpsi...................................................................
Penentuan Isoterm Adsorpsi.........................................................................

5
7
8
8

SIMPULAN DAN SARAN................................................................................. 9
Simpulan ..................................................................................................... 9
Saran............................................................................................................ 9
DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 9
LAMPIRAN......................................................................................................... 11

DAFTAR GAMBAR
Halaman
1

Struktur senyawa amara n................................................................................ 3

2

Struktur senyawa biru metilena ..................................................................... 4

3

Adsorpsi larutan amaran 1.1249x10-5 M oleh biosorben TA ........................ 6

4

Adsorpsi larutan amaran 1.1249x10-5 M oleh biosorben AA ........................ 6

5

Adsorpsi larutan amaran 1.1249x10-5 M oleh biosorben AB ........................ 6

6

Adsorpsi larutan amaran 1.1249x10-5 M oleh biosorben AE ........................ 6

7

Adsorpsi larutan amaran 1.1249x10-5 M oleh arang aktif ............................. 7

8

Adsorpsi larutan biru metilen 1.1255x10-5 M oleh berbagai biosorben ....... 7

9

Adsorpsi larutan amaran 1.1249x10-5 M dengan penambaha n kuat ion........ 7

10 Adsorpsi larutan biru metilen 1.1255x10-5 M dengan penambahan kuat ion 8
11 Adsorpsi larutan amaran 1.1249x 10 -5 M dengan perubahan pH .................. 8
12 Adsorpsi larutan biru metilen 1.1255x 10-5 M dengan perubahan pH........... 8
13 Isoterm adsorpsi larutan amaran oleh biosorben AA..................................... 8

DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
1

Bagan alir penelitian...................................................................................... 12

2

Kadar air ampas teh........................................................................................ 13

3

Kurva standar ................................................................................................. 13

4

Isoterm adsorpsi larutan amaran oleh biosorben TA..................................... 19

5

Isoterm adsorpsi larutan amaran oleh berbagai biosorben............................. 20

6

Isoterm adsorpsi larutan amaran oleh arang aktif .......................................... 20

7

Isoterm adsorpsi larutan biru metilen oleh biosorben TA ............................ 20

8

Isoterm adsorpsi larutan biru metilen oleh biosorben AA ............................ 20

9

Isoterm adsorpsi larutan biru metilen ole h biosorben AB ............................ 20

10 Isoterm adsorpsi larutan biru metilen oleh biosorben AE ............................. 20
11 Isoterm adsorpsi larutan biru metilen oleh arang aktif .................................. 21

1

PENDAHULUAN
Limbah cair merupakan masalah utama
dalam pengendalian dampak lingkungan industri tekstil. Masuknya zat warna dari
limbah ke perairan mengakibatkan karakter
fisika dan kimia dari sumber daya air
berubah. Agar dapat memenuhi baku mutu,
limbah cair harus diolah secara terpadu, baik
yang dihasilkan selama proses produksi
maupun setelah proses produksi.
Pengelolaan limbah cair di dalam proses
produksi dimaksudkan untuk meminimalkan
volume, konsentrasi, dan toksisitas limbah.
Pengelolaan limbah cai r setelah proses
produksi
dimaksudkan
untuk
menghilangkan atau menurunkan kadar
bahan pencemar yang terkandung di
dalamnya, sampai limbah cair memenuhi
syarat untuk dapat dibuang (memenuhi baku
mutu yang ditetapkan).
Pengelolaan limbah cair yang paling
banyak dilakukan oleh pabrik tekstil adalah
koagulasi (penggumpalan) yang diikuti adsorpsi bahan pencemar dengan melewatkan
air limbah melalui zeolit dan arang aktif
(Forlink 2000).
Adsorpsi
merupakan
peristiwa
penjerapan suatu zat pada permukaan zat
lain
yang
terjadi
karena
adanya
ketidakseimbangan
gaya
tarik
pada
permukaan zat tersebut (Siaka 2002). Zat
yang menjerap disebut adsorben, sedangkan
zat yang tejerap disebut adsorbat. Adsorben
dapat berupa zat padat maupun zat cair.
Adsorben padat diantaranya adalah silika
gel, alumina, platina halus, selulosa, dan
arang atau arang aktif. Adsorbat dapat
berupa gas dan zat cair. Penelitian ini
menggunakan larutan zat warna sebagai
adsorbat.
Adsorben dapat digunakan di bidang
industri pangan maupun non pangan.
Beberapa kegunaan adsorben diantaranya
adalah untuk memurnikan udara dan gas,
memurnikan pelarut, penghilangan bau
dalam pemurnian minyak nabati dan gula,
penghilangan warna produk -produk alam
dan larutan (Lynch 1990), serta untuk
penjerap zat warna dalam pengolahan
limbah industri tekstil. Berkembangnya
industri tersebut diikuti dengan makin
tingginya kebutuhan terhadap adsorben.
Demikian pula kebutuhan terhadap arang
aktif sebagai salah satu jenis adsorben juga
akan terus meningkat dan belum bisa
terpenuhi
secara
maksimum.
Untuk
mengatasi hal tersebut perlu diupayakan

keragaman sumber bahan baku adsorben
sehingga dapat mengimbangi kebutuhan
industri-industri terhadap adsorben.
Teh merupakan sumber devisa bagi
beberapa negara berkembang. Khususnya di
Srilanka, India dan Cina, Industri teh
merupakan penyumbang sangat penting dalam
pendapatan nasional masing-masing negara
tersebut. Indonesia sebagai salah satu negara
berkembang menerima devisa dari ekspor teh
sebesar 7.4% dari penerimaan total devisa dari
ekspor.
Pemanfaatan teh masih sangat terbatas dan
dalam ruang lingkup yang kecil. Bidang
peternakan menggunakan teh sebagai tambahan
dalam pembuatan kompos (Soilfoodweb 2001)
dan tambahan dalam pakan ternak (Fiberti
2002). Sebagai bahan baku adsorben alternatif,
ampas teh telah digunakan untuk menjerap ion
logam dengan keefektifan sampai 100% (Mahvi
2005).
Penelitian ini bertujuan mengkaji kemampuan ampas teh sebagai penjerap zat warna
dengan menggunakan larutan amaran dan biru
metilena sebagai model dan melihat pengaruh
kuat ion serta pH terhadap daya adsorpsinya.
Dua manfaat yang akan diperoleh dari
kegiatan ini adalah perolehan sumber adsorben
alternatif baru dan penanganan limbah industri
zat warna. Teh sebagai bahan alami aman bagi
lingkungan, ampasnya mudah didapat sebagai
limbah industri minuman teh.
TINJAUAN PUSTAKA
Teh
Tanaman teh berasal dari spesies Camellia
sinensis dan famili Tehaceae (Ullah 1991).
Jenis teh pada dasarnya hanya terdiri atas tiga
kelompok utama, yaitu teh hitam, teh oolong,
dan teh hijau (Changjaya 2002).
Daun teh segar mengandung senyawaan
seperti polisakarida, lemak, vitamin, mineral,
purin, kafein, dan polifenol (katekin dan
flavonoid). Proses pembuatan teh menjadi teh
hitam, teh oolong, dan teh hijau menyebabkan
perubahan komposisi senyawa dalam daun teh.
Teh hijau memiliki kadar katekin tertinggi
dibanding dua jenis teh lainnya. Proses
fermentasi dalam pembuatan teh hitam merusak
asam askorbat dan membuat kadar katekinnya
terendah (Tourle 2003).
Ampas teh mengandung protein kasar
27.42% (persen dalam berat kering), lemak
3.26%, kobalt 1.14%, fosfor 0.25%, dan serat
kasar 20.39% (Fiberti 2002). Tingginya kadar

2

serat dalam ampas teh ini dimanfaatkan
sebagai pakan ternak.
Ampas teh juga dapat digunakan sebagai
kompos. Adanya penambahan ampas teh ini
menyebabkan terbangunnya struktur tanah,
sehingga mengurangi erosi. Pengaruh positif
lainnya terhadap tanaman, yaitu membantu
tanaman mengambil zat -zat hara yang
dibutuhkan,
menekan
penyakit,
dan
mengurangi hilangnya nutrisi yang terdapat
dalam air yang akan diserap tanaman
tersebut (Soilfoodweb 2001).
Mahvi (2005) menggunakan ampas te
sebagai adsorben untuk logam berat timah,
kadmium, dan nikel. Efektivitas ampas teh
untuk ketiga logam ini, baik dalam bentuk
tunggal maupun campuran, bervariasi dari
77.2% hingga mencapai 100%.
Umumnya adsorben dari bahan alam
diaktivasi
terlebih
dahulu
untuk
meningkatkan kinerjanya. Aktivasi adsorben
bertujuan untuk meningkatkan kapasitas dan
efisiensi adsorpsi dari adsorben. Aktivasi
dapat dilakukan dengan memberi perlakuan
kimia seperti direaksikan dengan asam dan
basa juga dengan perlakuan fisika seperi
pemanasan dan pencucian. Biomassa seperti
kulit singkong dapat dicuci dengan asam
untuk mengaktivasi selulosanya (Horsfall
2003). Pencucian dengan alkohol bertujuan
menghilangkan pengotor dari adsorben dan
diharapkan
meningkatkan
kemampuan
adsorpsi dari adsorben.
Adsorpsi
Adsorpsi
merupakan
peristiwa
terakumulaisnya partikel pada permukaan
(Atkins 1994). Partikel yang terakumulasi
dan diserap oleh permukaan disebut
adsorbat dan material tempat terjadinya
adsorpsi disebut adsorben (Satake 1990).
Adsorben yang terbuat dari material
biomassa umum disebut sebagai biosorben.
Ukuran pori dan luas permukaan
adsorben merupakan hal yang sangat
penting dalam adsorpsi (Lynch 1990).
Perbesaran luas permukaan adsorben dapat
dilakukan dengan pengecilan partikelnya.
Adsorpsi molekul zat terlarut dari larutan
oleh permukaan padatan biasanya hanya
membentuk
monolayer.
Pembentukan
multilayer pada adsorpsi semacam ini sangat
jarang
ditemukan.
Adsorben
polar
cenderung mengadsorpsi adsorbat polar
secara kuat, dan mengadsorpsi adsorbat non
polar secara lemah. Sebaliknya, adsorben
non polar cenderung untuk mengadsorpsi

secara kuat adsorbat non polar dan
mengadsorpsi adsorbat polar secara lemah (Bird
1993).
Molekul dan atom dapat menempel pada
permukaan dengan dua cara, yaitu fisisorpsi dan
kimisorpsi. Tabel 1 memperlihatkan perbedaan
keduanya.
Tabel 1 Perbedaan fisisorpsi dan kimisorpsi
Fisisorpsi
Ikatannya lemah
dengan
jarak
pendek
- Permukaan tidak
selektif
- H ads = 5-50 kJ
-1
mol
- Adsorpsi multi layer

-

Kimisorpsi
- Ikatan kuat, jarak
pendek
- Permukaannya selektif
- Hads = 50-500 kJ
-1
mol
- Adsorpsi monolayer

Isoterm
Adsorpsi.
Adsorpsi
sering
dirangkaikan dengan istilah isoterm, yang
menunjukkan hubungan antara aktivitas
(konsentrasi) fase cair dari adsorbat dan jumlah
adsorbat pada suhu konstan. Isoterm
menggambarkan kesetimbangan yang tercapai
setelah permukaan adsorben mengadakan
kontak dengan adsorbat dia jangka waktu
tertentu dan suhu tetap.
Isoterm adsorpsi Freundlich. Isoterm adsorpsi
Freundlich sering digunakan dalam pembahasan
adsorpsi dari larutan cair (Atkins)1994.
Isoterm adsorpsi freundlich menggambarkan
hubungan antar logaritmik dari sejumlah
komponen yang teradsorpsi per unit adsorben
dengan konsentrasi komponen tersebut pada
kesetimbangan suhu konstan.
Freundlich memformulasikan persamaan
isotermnya sebagai berikut
X /M = k c 1/n
X adalah jumlah zat terlarut yang diadsorpsi
padatan bermassa M, c k onsentrasi larutan pada
kesetimbangan dan n, k adalah konstanta (Bird
1993). Besarnya nilai n adalah kurang dari satu.
Persamaan di atas dapat juga ditulis dalam
bentuk:
Log (X / M) = 1/ n log c + log k
Konstanta n dan k menunjukkan ikatan antara
adsorben dan adsorbat.
Isoterm adsorpsi digunakan untuk menjelaskan hubungan zat warna yang terdasorpsi
pada adsorben dengan konsentrasi dari molekul

3

zat warna bebas dalam larutan. Isoterm
adsorpsi juga dapat menjelaskan kapasitas
adsorpsi, yaitu seberapa besar ads orben
mampu menjerap zat warna.

pelarut air. Besarnya muatan permukaan akan
meningkatkan
dan
potensial
permukaan
menurun dengan meningkatnya kuat ion
(Anggraningrum 1996).

Karbon aktif

pH

Struktur karbon aktif dapat digambarkan
lebih tepat sebagai jaringan yang tumpang
tindih dari dataran lapisan karbon dengan
ikatan silang oleh gugus jembatan alifatik.
Difraksi sinar x memperlihatkan bahwa
kar bon aktif bersifat nongrafitik dan amorf.
Hal ini memeberikan suatu sifat yang unik,
disebut struktur pori internal yang mudah
dipenetrasi. Mikropori merupakan jenis pori
yang dianggap penting karena sebagian
besar adsorpsi terjadi di dalamnya.
Mikropori adalah ruang dua dimensi yang
terbentuk dari dua dinding seperti grafit,
bidang planar kristalit yang disusun oleh
gugus aromatik atom-atom karbon. Karbon
aktif memiliki struktur kristalit yang kurang
teratur
disebut
struktur
turbostatik.
Mikropori ini merupakan salah satu
kelebihan dari karbon aktif.
Keistimewaan lain dari karbon aktif
adalah
gugus
fungsional
pada
permukaannya. Gugus kompleks oksigen
yang terletak di permukaan membuat
permukaan karbon aktif menjadi reaktif
secara kimiawi dan menentukan sifat
adsorpsinya seperti hidrofilik, keasaman dan
potensial negatif (Setiadi 1999).

pH adalah istilah yang akan digunakan
untuk menggambarkan aktivitas ion hidrogen
dari suatu sistem. Nilai pH mempengaruhi
keefektifan adsorpsi selain kuat ion, aktivasi
adsorben, dan konsentrasi larutan (Wu 1998).
Wu (1998) menemukan bahwa semakin tinggi
pH maka adsorpsi ion tembaga oleh karbon
aktif juga semakin besar. Citroreksoso (1994)
menyimpulkan bahwa daya adsorpsi optimum
terhadap anion kromat bergantung pada pH dan
jenis adsorbennya.

Kuat Ion
Jika suatu spesies ionik teradsorpsi pada
suat
permukaan,
maka
untuk
mempertahanka
kenetralan
listriknya
permukaan harus mengadsorpsi pasangan
ionnya. Muatan permukaan dan pasangan
ionnya ini membentuk lapisan listrik
rangkap. Pasangan ion teradsorpsi melalui
gaya tarik Coulomb atau elektrostatik pada
permukaan karena melawan ion-ion penentu
potensial.
Ionisasi permukaan pada proses adsorpsi
menyebabkan
permukaan
menjadi
bermuatan. Permukaan ini dinetralkan
muatannya dan diamati sebagai fungsi pH
dan kuta ion. Kuat ion dipengaruhi oleh
konsentrasi dari seluruh spesies yang ada
dan muatannya. Makin besar kuat ion,
aktivitas ion makin berbeda.
+
Ion-ion H dan OH memegang peranan
penting sebagai reaktan dalam proses
ionisasi pusat-pusat permukaan dan dalam

Zat Warna
Zat warna tekstil merupakan senyawa
organik
(McGraw
Hill
1993)
yang
keberadaannya
dalam
perairan
dapat
mengganggu ekosistem di dalamnya. Sebelum
dibuang ke perairan, limbah cair yang berwarna
ini akan diproses terlebih dahulu sampai
konsentrasinya cukup aman di perairan. Contoh,
sebuah pabrik tekstil menurunkan kadar zat
warna reaktif dalam limbahnya dari 225 ppm
hingga 0.17 ppm setelah melalui proses
koagulasi.
Amaran. Amaran adalah zat warna yang
digunakan pada industri tekstil yang pada kadar
tertentu masih aman digunakan untuk makanan.
Nama kimia untuk amaran adalah trisodium 2hidroksi- 1-(4-sulfonat-1-naftilazo)
naftalena
3,6-disulfonat dengan bobot molekul sebesar
604.48. Amaran juga dikenal dengan nama CI
Food Red 9, FD & C Red 2, dan Acid Red 27
(Saujanya 2000).
Amaran tersedia secara komersil dengan
kemurnian sekitar 85% (Saujanya 2000).
Senyawa ini juga mengandung logam-logam
berat seperti merkuri, arsenat, timah, serta
kadmium dengan konsentrasi satu sampai
sepuluh ppm.

Gambar 1 Struktur senyawa amaran (Saujanya
2000).

4

Interaksi amaran dan air menghasilkan
ion yang bermuatan negatif. Anion dari
amaran berinteraksi dengan adsorben dan
menurunkan intensitas warna larutan
tersebut.
Biru Metilena. Biru metlena digunakan
sebagai pewarna dalam bakteriologi, sebagai
reagen analitis, indicator oksidasi-reduksi,
antimetemoglobin, antidote sianida, dan
sebagai antiseptik.
Biru metilena juga dikenal dengan nama
fenotiazin-5-ium, 3,7-bis (dimetilamino)klorida; C.I. Basic Blue 9 Sandocryl Blue
BRL;
tetrametiltionin
klorida;
dan
Yamamoto Methylene Blue ZF C.I 52015.
Dosis tinggi dari biru metilena dapat
menyebabkan mual, muntah, nyeri pada
mulut dan dada, sakit kepala, keringat
berlebihan, dan hipertensi (RSC 1992).
Interaksi biru metilena dengan air akan
menghasilkan ion dari biru metilena yang
bermuatan positif. Kation yang dihasilkan
akan berinteraksi dengan adsorben. Adanya
interaksi antara ion dan adsorben akan
menurunkan intensitas warna larutan.

Setelah dikeringudarakan, digiling hingga
menjadi serbuk dan di ayak (Lampiran 1).
Serbuk ampas teh ini selanjutnya disebut ampas
teh tanpa pencucian.
Analisis kadar Air Ampas Teh
Ampas teh sebanyak 1 g yang sudah
dibersihkan dan dikeringudarakan, ditempatkan
dalam cawan petri yang tela h dikeringkan
dalam oven dan telah diketahui bobot
kosongnya. Cawan Petri berisi sampel
dikeringkan dalam oven pada suhu 105 °C
selama 3 jam dan didinginkan. Setelah dingin,
disimpan dalam eksikator, lalu ditimbang.
Analisis dilakukan tiga kali ulangan (Lampiran
2). Kadar air dihitung sebagai berikut:
Kadar air = a-b
c
Keterangan
a: bobot sample dan cawan petri sebelum
dikeringkan
b: bobot sample dan cawan petri sesudah
dikeringkan
c: bobot sampel
Pembuatan Larutan Zat Warna
Sebanyak 0.0068 g serbuk amaran dan
0.0036 g sebuk biru metilena dilarutkan dalam
air destilata dan diencerkan hingga satu liter.
Kemudian kedua larutan dibuat kurva
standarnya (Lampiran 3).

Gambar 2 Struktur kation biru metilena
(RSC 1992).
BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan adalah
ampas teh , H2 SO4 85%, HCl 37%, HNO3
65%, etanol 97%, kristal kalium nitrat,
kristal natrium hidroksida, serbuk amaran,
serbuk biru metilena, air deionisasi, dan
karbon aktif komersial.
Alat-alat
yang
dipakai
adalah
spektrofotometer UV-Vis, konduktometer,
pH meter, neraca analitik, pengaduk magnet,
oven, eksikator, blender, plat pemanas, dan
alat-alat kaca.
Metode Penelitian
Pembuatan Serbuk Ampas Teh
Ampas teh dari limbah minuman teh
dicuci di air mengalir selama 24 jam.

Pencucian Adsorben
Tiga gelas piala 1 L masing-masing
dimasukkan 100 g serbuk ampas teh dan
ditambah air deionisasi 660 mL. Campuran
dikocok selama 20 menit kemudian airnya
dibuang. Pencucian diulang sebanyak dua kali,
selanjutnya dikeringkan dalam oven pada suhu
50 °C selam 24 jam (Dewi 2005). Masingmasing sampel kemudian dicuci dengan as am
nitrat 0.6 M, NaOH 0.6 M dan etanol. Caranya
adalah sebagai berikut. Sampel yang telah
dicuci dengan air deionisasi dimasukkan dalam
gelas piakla 1 L dan ditambah 660 mL asam.
Campuran dikocok selama 30 menit, dan
disaring. Sampel dikeringkan dalam oven pada
suhu 50 °C selama 24 jam, kemudian suhu
dinaikkan 180 °C dan didinginkan. Sampel
kemudian dicuci dengan air panas, disaring dan
dikeringkan dalam oven pada suhu 50 °C
selama 24 jam. Ketiga sampel yang dihasilkan
selanjutnya disebut ampas teh dengan
pencucian asam (AA). Ampas teh pencucian
basa (AB), dan ampas teh pencucian etanol
(AE).

5

Penentuan Bobot Optimum Adsorben
dan Waktu Optimum Adsorpsi
Biosorben TA, AA, AB, dan AE masingmasing seberat 0.1, 0.2, dan 0.4 g dimasukan
ke dalam erlenmeyer yang berisi 100 mL
-5
larutan amaran 1.1249x10
M. Setelah
didiamkan selama 6 jam, larutan disaring
kemudian diukur absorbansnya pada
panjang gelombang ( ë ) maksimum. Hal
yang sama dilakukan pada variasi waktu 12,
24, dan 30 jam (Lukito 1996).
Dua belas erlenmeyer 125 mL masingmasing dimasukkan 0.1, 0.2, dan 0.4 g
biosorben TA, AA, AB, dan AE. Kemudian
ditambahkan 100 mL larutan biru metilena
-5
1.1255x10 M . Setelah itu campuran diaduk
selama 2 jam (ASTM 1995), kemudian
disaring. Filtrat yang didapat diukur
absorbansnya pada ë maksimum.
Jumlah zat warna yang terjerap dihitung
melalui persen (%) removal dengan rumus :
Removal (%) = Co - C x100%
Co
Co = konsentrasi awal larutan (ppm)
C = konsentrasi akhir larutan (ppm)
Pengaruh Kuat Ion terhadap Adsorpsi
Tiga Erlenmeyer yang berisi masing-5
masing 100 mL, larutan amaran 1.1249x10
M dan 10 mL KNO 3 0.01, 0.10 dan 1.00 M,
ditambahkan 0.4 g biosorben TA. Setelah
didiamkan selama 24 jam, larutan disaring
dan diukur absorbansnya pada ë maksimum.
Untuk biosorben AA, biosorben yang
ditambahkan 0.4 g dan waktu adsorpsi 6
jam. Biosorben AB dan AE ditambahkan
masing-masing 0.1 g dengan waktu adsorpsi
masing-masing 24 dan 6 jam.
Dua belas erlenmeyer yang berisi
masing-masing 100 mL, larutan biru
-5
metilena 1.1255x10
M dan 10 mL KNO3
0.01, 0.10, dan 1.00 M, ditambahkan 0.2 g
biosorben TA dan AB, dan 0.1 g untuk
biosorben AA dan AE. Campuran dikocok
selama 2 jam kemudian disaring dan diukur
absorbansnya pada ë maksimum.
Pengaruh pH terhadap Adsorpsi
Sebanyak
0.4
g
biosorben
TA
ditambahkan ke dalam erlenmeyer yang
berisi 100 mL larutan amaran 1.1249x10-5
M dengan pH 4, 7, dan 10. Setelah 24 jam
larutan disaring dan diukur absorbansnya
pada ë maksimum. Untuk biosorben AA
jumlah yang ditambahkan 0.4 g dan waktu
adsorpsi 6 jam. Biosorben AB dan AE

ditambahkan masing-masing 0.1 g dengan
waktu adsorpsi masing-masing 24 jam dan 6
jam.
Dua belas erlenmeyer yang masing-masing
-5
berisi 100 mL larutan biru metilena 1.1255x10
M dengan pH 4, 6, dan 8, ditambahkan masingmasing 0.2 g biosorben TA dan AB, dan 0.1 g
untuk biosorben AA dan AE. Campuran
dikocok selama 2 jam, kemudian disaring dan
diukur absorbansnya.
Penentuan Isoterm Adsorpsi
Isoterm adsorpsi ditentukan sebagai berikut.
Erlenmeyer yang berisi 0.4 g biosorben (untuk
biosorben TA dan AA 0.1 g untuk biosorben
AB dan AE) dimasukkan 100 mL larutan
amaran dengan konsentrasi 1, 5, 10, 20, dan 25
ppm. Setelah waktu yang ditetapkan (24 jam
untuk biosorben TA dan AB dan 6 jam untuk
AA dan AE), larutan disaring dan diukur
absorbansnya.
Untuk larutan biru metilena isoterm adsorpsi
ditentukan sebagai berikut. Erlenmeyer yang
masing-masing berisi 0.1 g adsorben TA dan
AB, serta 0.1 g adsorben AA dan AE
dimasukkan 100 mL larutan biru metilena
dengan konsentrasi 0.5, 1, 5, dan 10 ppm.
Setelah pengocokan selama 2 jam larutan
disaring dan diukur absorbansnya pada ë
maksimum.
Panjang gelombang maksimum untuk
larutan amaran adalah 515 nm dan larutan biru
metilena 665 nm.
Isoterm adsorpsi dilakukan pada
pH
adsorpsi maksimum. Arang aktif sebagai
pembanding diperlakukan sama seperti halnya
ampas teh sebagai biosorben.
HASIL DAN PEMBAHASAN
Penentuan Bobot Optimum Adsorben dan
Waktu Optimum Adsorpsi
Ampas teh yang merupakan limbah industri
minuman teh digunakan sebagai biosorben
larutan amaran dan larutan biru metilena.
Pencucian yang dilakukan terhadap ampas teh
adalah pencucian asam, pencucian basa, dan
pencucian alkohol.
Semakin banyak jumlah biosorben maka
ketersediaan pori dan luas permukaan aktif dari
biosorben juga meningkat. Bertambahnya pori
dan
sisi-sisi
aktif
dari
permukaan
memungkinkan adsorpsi terjadi di banyak
tempat
dari
permukaan
biosorben.
Meningkatnya jumlah biosorben menyebabkan
nilai persen (%) removal juga semakin besar.

6

80
Removal (%)

Pada waktu optimum, sisi aktif dari
biosorben AA meningkat akibat pencucian.
Sehinggga adsorbat larutan amaran yang
terjerap lebih banyak. Adanya pengaruh
pencucian asam terhadap kapasitas adsorpsi
juga disampaikan oleh Wu (1998).
Pencucian basa meningkatkan kinetika
adsorpsi
(Wu
1998).
Biosorben
AB
membutuhkan bobot yang lebih sedikit untuk
mencapai % removal terbesarnya, yaitu 0.1 g.
Adsorpsi oleh biosorben , meskipun bobot
biosorben yang digunakan lebih sedikit.

60

Removal (%)

Pengaruh waktu adsorpsi dapat dilihat
dari nilai % removal yang meningkat dengan
lamanya waktu adsorpsi. Nilai % removal
akan mencapai titik optimum, namun
nilainya kembali turun ketika melewati
waktu kesetimbangannya. Turunnya nilai %
removal dimungkinkan karena adanya
proses desorpsi.
Bobot optimum biosorben ampas teh
tanpa pencucian (TA) dan waktu optimum
adsorpsi untuk larutan amaran adalah 0.4 g
dan 24 jam. Gambar 3 memperlihatkan nilai
% removal biosorben TA terhadap larutan
-5
amaran 1.1249x10 M pada berbagai waktu
adsorpsi dan bobot biosorben.

60

40
20
0

40
20

6

0
6

12

24

12

24

30

Waktu adsorpsi (jam)

30

Waktu adsorpsi (jam)

Gambar

0.2 g

0.1 g

0.4 g

3 Adsorpsi larutan amaran
-5
1.1249x10 M oleh biosorben
TA.

Removal (%)

Ampas teh dengan pencucian asam
(AA), basa (AB), dan etanol (AE)
memberikan nilai bobot optimum biosorben
dan waktu optimum adsorpsi yang berbedabeda. Bobot biosorben 0.4 g dari biosorben
AA optimum untuk mengadsorpsi larutan
-5
amaran 1.1249x10
M dengan waktu
optimum 6 jam (Gambar 4). Biosorben AB
dan AE optimum untuk larutan amaran
1.1249x10-5 M pada bobot 0.1 g dan waktu
adsorpsi masing-masing 24 dan 6 jam
(Gambar 5-6).

55
50
45
40
35
30
6

12

24

30

Waktu adsorpsi (jam)
0.1 g

Gambar

0.2 g

0.4 g

4 Adsorpsi larutan amaran
-5
1.1249x10 M oleh biosorben
AA.

0.2 g

0.4 g
-5

Gambar 5 Adsorpsi larutan amaran 1.1249x10
M oleh biosorben AB.

80
Removal (%)

0.1 g

40

0
6

12

24

30

Waktu adsorpsi (jam)
0.1 g

0.2 g

0.4 g

Gambar 6 Adsorpsi larutan amaran 1.1249x10-5
M oleh biosorben AE.
Pencucian alkohol dimaksudkan untuk
menghilangkan senyawa-senyawa polar dalam
biosorben yang bersifat pengotor. Senyawasenyawa ini dapat menganggu kerja dari sisi
aktif permukaan biosorben. Pencucian ini
mempersingkat waktu adsorpsi dan bobot
biosorben yang diperlukan juga lebih sedikit.
Artinya,
biosorben ampas teh diperlukan
pencucian alkohol selain pencucian dengan air
deionisasi.
Arang aktif sebagai pembanding juga
dihitung penjerapannya terhadap larutan amaran
-5
1.1249x10 M (Gambar 7). Nilai % removal
arang aktif terbesar adalah 93.90% pada waktu
adsorpsi 24 jam dan bobot biosorben 0.1 g.

7

Removal (%)

Biosorben AE dengan % remoal 90.51%
cukup efisien sebagai adsorben allternatif
untuk larutan amaran dengan konsentrasi
-5
1.1249x10 M, meskipun keefektifannya
masih di bawah arang aktif.

95
90
85
6

12

24

30

Pengaruh Kuat Ion terhadap Adsorpsi
Penambahan ion dapat meningkatkan
jumlah larutan zat warna yang diadsorpsi.
Peningkatan % removal akibat penambahan
-5
KNO3 0.10 M pada larutan amaran 1.1249x10
M terjadi pada biosorben AA dari 52.54%
menjadi 54.33% (Lampiran 10). Pengaruh
KNO3 ini tidak terlihat di biosorben lainnya
(Gambar 9).

0.1 g
Gambar

0.2 g

0.4 g

Removal (%)

waktu adsorpsi (jam)
100
80
60
40
20
0

7 Adsorpsi larutan amaran
-5
1.1249x10 M oleh arang aktif.

TA

AA

0.00 M

90
60
30
0
TA

AA

AB

AE

Jenis biosorben
0.1 g

0.2 g

Arang
aktif

0.4 g

Gambar 8 Adsorpsi larutan biru metilena
1.1255x10-5 M oleh berbagai
biosorben.
Secara umum jumlah adsorbat larutan
biru metilena yang terjerap lebih banyak
dibandingkan amaran. Hal ini menunjukkan
biosorben ampas teh lebih baik digunakan
sebagai penjerap larutan biru metilena
dibandingkan larutan amaran. Artinya,
biosorben ampas teh lebih selektif terhadap
biru metilena.
Perlakuan pencucian asam dan basa
terhadap biosorben ampas teh memberikan
hasil yang kurang baik dibandingkan yang
tanpa pencucian. Penambahan kuat ion dan
perubahan pH dilakukan dalam upaya
meningkatkan adsorpsi.

AE

0.01 M

0.10 M

Arang
aktif

1.00 M

-5

Gambar 9 Adsorpsi larutan amaran 1.1249x10
M dengan penambahan kuat ion.

Berbeda
dengan
larutan
amaran,
panambahan KNO 3 meningkatkan % removal
larutan biru metilena oleh semua jenis
biosorben (Gambar 10). Perubahan nilai %
removal akibat penambahan KNO3 pada larutan
amaran dan biru metilena bisa disebabkan oleh
dua hal. Pertama kompetisi ionik. Jason (2004)
menuliskan bahwa karbon aktif menunjukkan
pola adsorpsi yang berbeda, bergantung pada
anion dan kationnya. Dalam penelitian ini,
biosorben AA dapat meningkat adsorpsinya
baik baik untuk larutan amaran maupun biru
metilena, sedangkan biosorben lainnya hanya
dapat meningkatkan adsorpsi larutan biru
metilena. Hal ini menunjukkan biosorben ampas
teh lebih selektif terhadap kation biru metilena.
Turunnya % removal oleh biosorben TA, AB,
dan AE pada larutan amaran disebabkan
biosorben cenderung menjerap ion NO3 karena
+
anion amaran berikatan dengan ion K .

Removal (%)

Removal (%)

Metode yang berbeda diberikan terhadap
larutan biru metilena. Adsorpsi dilakukan
dengan waktu pengadukan 2 jam. Biosorben
TA dan AB bekerja maksimum pada bobot
0.2 g dan biosorben TA serta AE di 0.1 g
(Gambar 8). Meningkatnya kapasitas
adsorpsi akibat pencucian asam dan alkohol
mengakibatkan bobot biosorben yang
diperlukan untuk mencapai kesetimbangan
lebih sedikit.

AB
Jenis biosorben

100
95
90
85
80
75
TA

AA

AB

AE

Arang
aktif

Jenis biosorben
0.00 M

0.01 M

0.01 M

1.00 M

Gambar 10 Adsorpsi larutan biru metilena
-5
1.1255x10 M dengan penambahan kuat ion.

8

Removal (%)

pH mempengaruhi kapasitas adsorpsi
(Jason 2004). pH memegang peranan
penting dalam karakteristik adsorpsi karena
pH yang rendah akan menyediakan jumlah
+
ion H yang disukai dalam jumlah yang
+
besar. Ion H dapat mengambil ruang pada
sisi permukaan untuk ion lainnya. Keadaan
ini menyebabkan menurunnya adsorpsi
amaran oleh seluruh biosorben dan biru
metilena oleh biosorben TA dan AE.
Variasi pH yang diujicobakan pada
larutan amaran tidak dapat meningkatkan
adsorpsinya (Gambar 11). Tapi variasi ini
dapat meningkatkan adsorpsi larutan biru
metilena oleh biosorben AA dan AB
(Gambar 12). pH dapat meningkatkan
adsorpsi jika kompetisi antara proton dan
ion biru metilena pada sisi permukaan
biosorben AA dan AB menurun.
100
80
60
40
20
0
TA

AA

AB

AE

Arang aktif

Jenis biosorben
pH awal

Removal (%)

Gambar

pH 4

pH 7

pH 10

11. Adsorpsi larutan
-5
1.1249x
10
M
perubahan pH.

amaran
dengan

TA

Arang
aktif

100
95
90
85
80
75
AA

AB

AE

Jenis biosorben
pH awal

pH 4

pH 6

pH 8

Gambar 12. Adsorpsi larutan biru metilena
-5
1.1255x 10
M dengan
perubahan pH.
Penentuan Isoterm Adsorpsi
Kapasitas adsorpsi dipelajari melalui tipe
isotermnya. Kurva regresi linier adsorpsi
Freundlich
dibuat
berdasarkan
data
konsentrasi adsorbat (larutan zat warna)
sebelum dan sesudah adsorpsi serta bobot
biosorben.

Larutan amaran yang diadsorpsi oleh
biosorben AA memberikan kurva regresi
dengan kelinieran sebesar 97.36%