Studi Pemanfaatan Nata De Soya Dari Air Limbah Kedelai Sebagai Adsorben Terhadap Kation Magnesium ( Mg2+) dan Kalsium ( Ca2+) Pada Air Baku Boiler di PT Smart Tbk
STUDI PEMANFAATAN NATA DE SOYA DARI AIR LIMBAH
KEDELAI SEBAGAI ADSORBEN TERHADAP KATION
MAGNESIUM ( Mg 2+ ) DAN KALSIUM ( Ca 2+ )
PADA AIR BAKU BOILER
DI PT SMART TBK
SKRIPSI
AZWINNATA
110822004
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2013
STUDI PEMANFAATAN NATA DE SOYA DARI AIR LIMBAH KEDELAI SEBAGAI ADSORBEN TERHADAP KATION 2+ 2+ MAGNESIUM ( Mg ) DAN KALSIUM ( Ca ) PADA AIR BAKU BOILER DI PT SMART TBK SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
AZWINNATA 110822004 DEPARTEMEN KIMIA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2013
PERSETUJUAN
Judul : STUDI PEMANFAATAN NATA DE SOYA DARI AIR LIMBAH KEDELAI SEBAGAI ADSORBEN
2+
TERHADAP KATION MAGNESIUM ( Mg ) DAN
2+
KALSIUM ( Ca ) PADA AIR BAKU BOILER DI PT SMART TBK
Kategori : SKRIPSI Nama : AZWINNATA Nomor Induk Mahasiswa : 110822004 Program Studi : SARJANA (S1) KIMIA EKSTENSI Departemen : KIMIA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
Disetujui di, Medan, Juni 2013
Komisi Pembimbing : Pembimbing
2 Pembimbing
1 Prof. Dr. Zul Alfian, M.Sc Drs. Chairuddin, M.Sc NIP. 195504051983031002 NIP. 195912311987011001 Diketahui/Disetujuioleh Departemen Kimia FMIPA USU Ketua, Dr. Rumondang BulanNst, MS NIP. 195408301985032001
PERNYATAAN
STUDI PEMANFAATAN NATA DE SOYA DARI AIR LIMBAH
KEDELAI SEBAGAI ADSORBEN TERHADAP KATION
2+ 2+ MAGNESIUM( Mg ) DAN KALSIUM ( Ca ) PADA
AIR BAKUBOILER DI PT SMART TBK
SKRIPSI Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan-ringkasan masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juni 2013 AZWINNATA 110822004
PENGHARGAAN
Bissmillahirramanirrahim, Alhamdulilah, segala puji bagi Allah SWT karena atas rahmat dan hidayah-Nya semata saya dapat menyelesaikan skripsi ini sebagai syarat saya untuk meraih gelar Sarjana Sains di Fakultas Matematika Dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
Dengan mengucapkan rasa syukur dan kerendahan hati, saya mengucapkan terima kasih banyak kepada Ayahanda tercinta Supranata, dengan upaya keridhoan mu dalam memberikan saya kasih sayang dan segala keperluan dalam saya bersekolah hingga sekarang. Saya ucapkan juga terima kasih kepada Ibunda Yuslizar Br Sagala yang telah mendidik saya menjadi insan, ihsan dan islam sesuai ajaran nabi Muhammad SAW dan saya ucapkan juga terima kasih kepada Abang saya Brigadir Y. Pranata yang selalu memberikan semangat, juga adik saya Azlina Sari semoga engkau juga menjadi Sarjana Sastra yang berguna bagi Nusa dan Bangsa dan Kesuksesan untuk mu. Terima kasih juga saya ucapkan kepada Reisya Ichwani yang sudah membantu dalam diskusi menyelesaikan skripsi saya. Terima kasih kembali saya ucapkan kepada Bapak Drs, Chairuddin, M.Sc selaku dosen pembimbing saya untuk yang kedua kalinya, semoga Bapak diberikan Nikmat dan Berkah dari Allah SWT atas kebaikan bapak selama membimbing saya selama saya menyelesaikan tugas akhir saya pada studi Diploma III dan sekarang membimbing saya dalam menyelesaikan skripsi. Terima kasih juga saya ucapkan kepada Bapak Prof. Dr. Zul Alfian, M.Sc selaku dosen pembimbing II saya yang selalu memberikan arahan dan nasihat dalam penulisan skripsi.Semoga kita semua diberikan nikmat dari Allah SWT.
Saya sangat menyadari atas kekurangan skripsi saya, karena kemampuan dan keterbatasan saya dalam pengetahuan. Oleh karena itu saya mengharapkan masukan dan saran agar skripsi saya dapat diperbaiki dan bermanfaat bagi pembaca.
Medan, Mei 2013 (Penulis)
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian tentang pemanfaatan Nata De Soya dari air limbah kedelai
2+ 2+
sebagai adsorben terhadap kation Ca dan Mg penyebab air sadah pada bahan baku air boiler di PT SMART TBK. Dalam penelitian dilakukan penentuan massa optimum dari adsorben Nata De Soya yang telah diaktivasi dengan H
2 SO
4
1 N sebelum
2+ 2+
digunakan untuk mengadsorpsi kation Ca dan Mg . Dari hasil penelitian diperoleh
2+
massa optimum adsorben dalam mengadsoprsi kation Ca yaitu pada massa 1.5 gram
2+
dengan kapasitas adsorpsi 60.64 % , Sedangkan untuk kation Mg massa optimum adsorben yaitu pada massa 2.5 gram dengan kapasitas adsorpsi 66.34%. Dalam penelitian juga dilakukan proses regenerasi adsorben Nata De Soya yang optimum
2+ 2+
dalam mengadsorpsi kation Ca dan Mg . Adsorben yang diregenerasi digunakan
2+ 2+
kembali untuk mengadsorpsi kation Ca dan Mg . Dari hasil penelitian adsorpsi dengan adsorben yang diregenerasi diperoleh persentase penurunan kation
2+ 2+
Ca sebesar 9.27 %, sedangkan untuk kation Mg persentase penurunan sebesar 9.47%.
THE USE OF SOYBEN WASTE WATER AS AN ADSORBENT OF
2+ 2+
MAGNESIUM(Mg ) AND CALCIUM(Ca ) CATION
THAT CAUSED HARD WATER IN RAW
WATERBOILERS AT
PT SMART TBK
ABSTRACKThe use of Nata de Soya that prepared from soybean wastewater as an adsorbent of
2+ 2+
magnesium(Mg ) and calcium(Ca ) cations that caused hard water in raw water
boilers at PT SMART TBK has been studied. Nata De Soya has been activated with 1N
2+ 2+ H
2 SO 4 prior to use as an adsorbent for cations magnesium(Mg ) and calcium(Ca )
in raw water boilers. The result of the research demonstrated that the optimum mass
2+
of adsorbent to adsorb Ca cations at 1.5 grams with adsorption capacity 60.64%,
2+
while for the Mg cation optimum adsorbent mass is the mass of 2.5 grams of the
adsorption capacity of 66.34%. The study also made the process of Nata De Soya
2+ 2+
adsorbent regeneration that optimum in adsorb Ca and Mg cations. From the
research that regenerated adsorption with adsorbent obtained percentage decrease
2+ 2+ Ca and Mg cations are 9.27%, and 9.47% respectively.
DAFTAR ISI
Halaman Persetujuan ii
Pernyataan iii
Penghargaan iv
Abstrak v
Abstract vi
Daftar Isi viii
Daftar Tabel xi
Daftar Gambar xii
Daftar Lampiran xiii
Bab 1 Pendahuluan
1.1. Latar belakang
1
1.2. Permasalahan
3
1.3. Batasan masalah
3
1.4. Tujuan penelitian
4
1.5. Manfaat penelitian
4
1.6. Lokasi penelitian
5
1.7. Metodologi penelitian
5 Bab 2. Tinjauan Pustaka
2.1. Air
6
2.2. Nata De Soya
7
2.2.1. Aktivasi Nata De Soya
10
2.2.2. Regenerasi Nata De Soya
11
2.2.3. Komposisi Nata De Soya
11
2.3. Adsorpsi
13
2.3.1. Faktor- Faktor yang Mempengaruhi Adsorpsi
16
2.4. Air Baku Boiler PT. Smart
17
2.5. Boiler
18
2.5.1. Standar Baku Air Umpan Boiler
20
Bab 3. Metodologi Penelitian
3.1. Alat dan Bahan Penelitian
21
3.1.1. Alat
21
3.1.2. Bahan
22
3.2. Prosedur penelitian
22
3.2.1. Pembuatan larutan
22
3.2.2. Pembuatan Nata De Soya
23
3.2.3. Aktivasi Nata De Soya
24
dengan Adsorben Nata De Soya Teraktivasi
32
dengan Adsorben Nata De Soya yang Diregenerasi
2+
dan Mg
2+
3.3.6. Adsorpsi Kation Ca
31
3.3.5. Regenerasi Adsorben Nata De Soya
30
2+
32
dan Mg
2+
3.3.4. Adsorpsi Kation Ca
29
2+
3.3.3.2. Penentuan Konsentrasi Kesadahan Ca
29
3.3.3.1. Penentuan kesadahan Total
29
Sebelum Penambahan Adsorben Nata De Soya
3.3.6.1. Penentuan Kesadahan Total
3.3.6.2. Penentuan Kesadahan Ca
dan Mg
3.3.7.2. Penentuan Kadar Ca
36
4.1.2. Persentase (%) Penurunan Optimum Konsentrasi Kesadahan Total
35
4.1.1. Data Penentuan Kadar Kation Kalsium dan Magnesium pada Adsorben Nata De Soya
35
4.1. Hasil Penelitian
34 Bab 4. Hasil dan pembahasan
dalam Adsorben Nata De Soya
2+
34
2+
dalam Adsorben Nata De Soya
2+
3.3.7.1. Penentuan Kadar Mg
33
dalam Adsorben Nata De Soya
2+
dan Mg
2+
3.3.7. Penentuan kadar Ca
32
2+
2+
3.2.4. Penentuan Konsentrasi Kesadahan Ca
2+
3.2.7. Adsorpsi Kation Ca
25
3.2.6. Regenerasi Adsorben Nata De Soya yang Jenuh
25
dengan Adsorben Nata De Soya
2+
dan Mg
2+
3.2.5. Adsorpsi Kation Ca
25
3.2.4.3. Penentuan Konsentrasi Kesadahan Mg
dan Mg
25
2+
3.2.4.2. Penentuan Konsentrasi Kesadahan Ca
24
3.2.4.1. Penentuan kesadahan Total
24
pada Sampel Air Baku Boiler Sebelum Penambahan Adsorben Nata De Soya
2+
dan Mg
2+
2+
2+
3.3.3. Penentuan Konsentrasi Kesadahan Ca
3.2.8.2. Penentuan Kadar Ca
28
3.3.2. Aktivasi Nata De Soya
27
3.3.1. Pembuatan Nata De Soya
27
3.3. Bagan Penelitian
26
dalam Adsorben Nata De Soya
2+
26
dengan Adsorben Nata De Soya yang Diregenerasi
dalam Adsorben Nata De Soya
2+
3.2.8.1. Penentuan Kadar Mg
26
dalam Adsorben Nata De Soya
2+
dan Mg
2+
3.2.8. Penentuan kadar Ca
26
4.1.3. Persentase (%) Penurunan Optimum Konsentrasi
4.2. Pembahasan
44 Lampiran
43 Daftar Pustaka
5.2. Saran
43
5.1. Kesimpulan
39 Bab 5. Kesimpulan dan Saran
38
Kesadahan Ca
4.1.4. Persentase (%) Penurunan Kation Kalsium dan Magnesium dengan Adsorben Regenerasi
37
2+
4.1.4. Persentase (%) Penurunan Optimum Konsentrasi Kesadahan Mg
37
2+
47
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel
2.1 Komposisi Limbah Cair
9 Tabel 2.2 Standar Baku Air Umpan Boiler
20 Tabel 4.1 Data Kesadahan Megnesium dan Kalsium Sebelum Menggunakan Adsorben Nata De Soya
35 Tabel 4.2 Data Adsorbsi Kation Magnesium dan Kalsium Sesudah Menggunakan Adsorben Nata De Soya
35 Tabel 4.3 Data Kesadahan Megnesium dan Kalsium Sebelum Perlakuan Dengan Adsorben Nata De Soya Regenerasi
36 Tabel 4.4 Data Adsorpsi Kesadahan Kalsium dan Magnesium dengan Adsorben Nata De Soya Regenerasi
36
DAFTAR GAMBAR
Halaman Gambar
2.1 Rumus Molekul Selulosa
12 Gambar
2.2 Membran Reverse Osmosis 18
Gambar 4.1 Kurva Grafik Batang Adsorpsi Dengan Adsorben Nata De SoyaRegenerasi
40 Gambar 4.2 Grafik Adsorpsi dengan Menggunakan Adsorben Nata De Soya
41
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Perhitungan Pembuatan Larutan H
2 SO
4
1 N
48 Lampiran 2. Data Standarisasi Na2EDTA dengan Larutan Pembaku CaCO
3 0,01 M
49 Lampiran 3. Data Penentuan Kation Kalsium dan Magnesium pada Perlakuan Massa Adsorben
50 Lampiran 4. Data Adsorbsi dengan Penggunaan Adsorben Nata De Soya Yang Diregenerasi
52 Lampiran
5. Foto Proses Penelitian
53