ZEOLIT, TiO2 DENGAN POLIMER POLIVINIL ALKOHOL UNTUK ULTRAFILTRASI”

  “PEMBUATAN MEMBRAN HIBRID DARI TANAH LIAT, ZEOLIT, TiO

2 DENGAN POLIMER POLIVINIL ALKOHOL UNTUK ULTRAFILTRASI” SKRIPSI Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Kimia EGA NABELLA ZANNA 1403020030 PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK DAN SAINS UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO 2018

HALAMAN PERSETUJUAN

  Skripsi yang diajukan oleh : Nama : Ega Nabella Zanna NIM : 1403020030 Program Studi : Teknik Kimia Fakultas : Teknik dan Sains Perguruan Tinggi : Universitas Muhammadiyah Purwokerto Judul : Pembuatan Membran Hibrid dari Tanah Liat, Zeolit, TiO

  2

  dengan Polimer Polivinil Alkohol untuk Ultrafiltrasi Telah diterima dan disetujui

  Purwokerto, 19 Juli 2018

  

Pembimbing

Anwar Ma’ruf, S.T., M.T. NIK. 2160178

  

HALAMAN PENGESAHAN

  Skripsi yang diajukan oleh : Nama : Ega Nabella Zanna NIM : 1403020030 Program Studi : Teknik Kimia Fakultas : Teknik dan Sains Perguruan Tinggi : Universitas Muhammadiyah Purwokerto Judul : Pembuatan Membran Hibrid dari Tanah Liat, Zeolit, TiO

  2

  dengan Polimer Polivinil Alkohol untuk Ultrafiltrasi Telah berhasil dipertahankan dihadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gerlar Sarjana

  Teknik (S.T.) pada program studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik dan Sains, Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

DEWAN PENGUJI

  Penguji 1 (Pembimbing) Anwar Ma’ruf, S.T., M.T. …………….. Penguji 2 Haryanto, S.T., M.T., Ph.D.

  …………….. Penguji 3 Ir. Regawa Bayu P, S.T., M.T.

  …………….. Ditetapkan di : Purwokerto Tanggal : 30 Juli 2018

  

Mengetahui,

Dekan Fakultas Teknik dan Sains

Muhammad Taufiq Tamam, S.T., M.T.

  

NIK 2160223

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS

  Yang bertanda tangan dibawah ini saya : Nama : Ega Nabella Zanna NIM :1403020030 Program Studi : Teknik Kimia Fakultas : Teknik dan Sains Perguruan Tinggi : Universitas Muhammadiyah Purwokerto

  Menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa Skripsi ini adalah hasil karya saya dan semua sumber baik yang dikutip maupun rujukan telah saya nyatakan dengan benar serta bukan hasil penjiplakan dari hasil karya orang lain.

  Demikian pernyataan ini dan apabila kelak dikemudian hari terbukti ada unsur penjiplakan, maka saya bersedia mempertanggung jawabkan sesuai dengan ketentuan yang berlaku.

  Purwokerto, 19 Juli 2018 Yang Menyatakan, Ega Nabella Zanna

  

MOTTO

  “kecerdasan emosi adalah kemampuan mersakan, memahami, dan secara efektik menerapkan daya dan kepekaan emosi, sebagai sumber energi, informasi, koneksi, dan pengaruh yang manusiawi.”

  (Robert K. Cooper) “Harga kebaikan manusia adalah diukur menurut apa yang telah dilaksanakan/diperbuatnya”

  (Ali Bin Abi Thalib)

  

“Kerjakan sesuatu dengan ikhlas, dibalik kesulitan pasti ada kemudahan, lakukan

yang terbaik karena Allah SWT dan keajaiban terjadi dari kerja keras yang ikhlas

karena Allah SWT ”

  

(EQS Club)

  “Kegagalan hanya terjadi bila kita menyerah” (Lessing)

  

Persembahan

Setiap goresan tinta ini adalah wujud dari keagungan dan kasih sayang yang

diberikan Allah SWT kepada umatnya.

Setiap detik waktu menyelesaikan karya tulis ini merupakan hasil getaran doa

kedua orang tua, saudara dan orang-orang terkasih yang mengalir tiada henti.

Setiap pancaran semangat dalam penulisan ini merupakan dorongan dan dukungan

dari kedua orang tua, yang terkasih dan sahabat-sahabatku tercinta

  

Alhamdulillah...

Kupersembahkan sebuah karya kecil ini dengan penuh rasa syukur kepada setiap

orang yang berharga di dalam kehidupanku atas segala dukungan yang telah

diberikan selama ini serta doa yang tiada hentinya :

Bapak dan Mamah

  

Kakak-kakak ku

Adik-adik ku

Sahabat-sahabat

Teman-teman

  

ABSTRAK

  Limbah zat warna sintetis yang berasal dari industri akan tersisa pada air buangan yang pada akhirnya akan masuk ke dalam lingkungan sekitarnya dan menyebabkan kelangkaan air. Cara yang banyak dipergunakan dalam pengolahan air adalah filtrasi menggunakan teknologi membran. Teknologi membran memiliki beberapa keuntungan, diantaranya : proses pemisahan yang dapat terjadi pada suhu kamar dan penggunaannya tidak bersifat destruktif. Membran ialah sebuah penghalang selektif antara dua fasa (Fauzan, 2009). Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi TiO

  2 terhadap karakteristik

  membran keramik tanah liat-zeolit, pengaruh konsentrasi polimer PVA terhadap karakteristik membran hibrid, Mengetahui fluks dan rejeksi membran keramik hibrid pada proses pemurnian air. Hasil penelitian menunjukan Penambahan TiO

  2

  dapat mempengaruhi karakteristik membran, semakin banyak % TiO maka

  2

  densitas, porositas dan water absobtion semakin tinggi, Penambahan Polivinil Alkohol dapat mempengaruhi karakteristik membran hybrid, semakin banyak % PVA maka densitas semakin tinggi, porositas dan water absobtion semakin turun, Hasil penghilangan zat warna dengan membran hybrid yang baik yaitu pada konsentrasi PVA 7% dengan nilai fluks mencapai 0,227273% dan nilai rejeksinya 92,01521%.

  Kata Kunci : Membran hibrid, tanah liat, zeolit, TiO2, PVA

  

ABSTRACT

Synthetic industrial dyestuff waste which remains in the waste water will

eventually enter the surrounding environment and cause water scarcity. The most

widely used method in water treatment is filtration using membrane technology.

Membrane technology has several advantages, including: separation processes

which may occur at room temperature and its use is not destructive. Membranes

are a selective barrier between two phases (Fauzan, 2009). This study aimed to

determine the effect of TiO

  2 concentration to the characteristics of zeolite-clay

ceramic membrane, the effect of PVA polymer concentration on hybrid membrane

characteristics, the flux and rejection of hybrid ceramic membrane in water

purification process. The results discovered that the addition of TiO 2 could affect membrane characteristics, the more % of TiO

  2 the higher the density, porosity

and water absorption were. The addition of polyvinyl alcohol could affect the

hybrid membrane characteristics, the more % of PVA the higher the density was

and the lower porosity and water absorption were. Dye removal with good hybrid

membrane was at 7% PVA concentration with flux value reached 0.227273% and

its score of rejection was 92.01521%.

  Keywords: hybrid membrane, clay, zeolite, TiO 2 , PVA

KATA PENGANTAR

  Puji syukur penulis panjatkan atas kehadiran Allah SWT, yang telah melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Skrispi dengan judul “Pembuatan Membran Hibrid dari Tanah Liat, Zeolit, TiO

  2

  dengan Polimer Polivinil Alkohol untuk Ultrafiltrasi ”.

  Penyusunan Skripsi ini merupakan salah satu syarat dalam menyelesaikan program studi Strata Satu (S1) dan memperoleh gelar Sarajana Teknik Kimia di Fakultas Teknik Dan Sains Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

  Skripsi ini tidak akan terselesaikan tepat waktu jika tanpa bantuan dari berbagai pihak, oleh sebab itu saya sampaikan ucapan terimakasih yang setulus- tulusnya kepada:

  1. Kedua orang tua serta keluarga besar yang telah memberikan banyak motivasi kepada saya.

  2. Bapak M. Taufik Tamam, ST.,MT. selaku Dekan Fakultas Teknik Dan Sains.

  3. Bapak Haryanto, ST.,MT.,Ph.D. selaku Kaprodi Teknik Kimia.

  4. Bapak Abdul Haris Mulyadi, ST.,MT. selaku Pembimbing Akademik.

5. Bapak Anwar Ma’ruf, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing Skripsi.

  6. Seluruh Dosen Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Dan Sains Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

  7. Wahyu Notonegoro yang telah menemani dan memberi semangat selama ini.

  8. Tata Usaha dan Civitas Akademika Teknik Kimia Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

  9. Teman-teman angkatan 2014 dan semua pihak yang telah membantu dalam menyelesaikan Skripsi ini.

  Saya menyadari sepenuhnya bahwa dalam menyelesaikan Skripsi ini masih sangat jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun akan sangat diterima dengan sepenuh hati. Semoga Skripsi ini dapat memberikan manfaat.

  Purwokerto, 19 Juli 2018 Penulis

  

DAFTAR ISI

  HALAMAN JUDUL ............................................................................... i HALAMAN PERSETUJUAN ................................................................ ii HALAMAN PENGESAHAN ................................................................. iii HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS .................................... iv MOTTO DAN PERSEMBAHAN .......................................................... v ABSTRAK .............................................................................................. vi ABSTRACT ............................................................................................ vii KATA PENGANTAR ............................................................................ viii DAFTAR ISI ........................................................................................... ix DAFTAR TABEL ................................................................................... xii DAFTAR TABEL ................................................................................... xiii BAB I PENDAHULUAN ......................................................................

  1 1.1 Latar Belakang .........................................................................

  1 1.2 Rumusan Masalah ....................................................................

  3 1.3 Tujuan Penelitian .....................................................................

  3 1.4 Manfaat Penelitian ...................................................................

  3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA .............................................................

  4 2.1 Definisi Membran ....................................................................

  4 2.2 Klasifikasi Membran ...............................................................

  4 2.2.1 Berdasarkan Morfologinya ..........................................

  4 2.2.2 Berdasarkan Kerapatan Pori ........................................

  5 2.2.3 Berdasarkan Fungsinya ...............................................

  6 2.2.4 Berdasarkan Strukturnya .............................................

  8 2.2.5 Berdasarkan Bentuknya...............................................

  8 2.3 Tipe Alira Umpan ....................................................................

  9 2.4 Karakteristik Membran ............................................................

  10 2.4.1 Kandungan Air ............................................................

  10 2.4.2 Ukuran dan Jumlah pori ..............................................

  10 2.4.3 Luas Membran.............................................................

  10

  2.5 Prinsip Pemisahan dengan Membran.......................................

  11 2.6 Membran Ultrafiltrasi ..............................................................

  13 2.7 Keunggulan dan Kelemahan Teknologi Membran ..................

  14 2.8 Kinerja Membran pada Proses Ultrafiltarasi ...........................

  15 2.8.1 Fluks ............................................................................

  15 2.8.2 Rejeksi .........................................................................

  16 2.9 Bahan Dasar Membran Keramik .............................................

  16 2.9.1 Tanah Liat (Clay) ........................................................

  16 2.9.2 Zeolit ...........................................................................

  17 2.10 Polivinil Alkohol (PVA) ........................................................

  18

  2.11 Titanium Dioksida (TiO 2 ) ......................................................

  22 BAB III METODE PENELITIAN..........................................................

  24 3.1 Rancangan Percobaan ..............................................................

  24 3.2 Variabel dan Kondisi Percobaan .............................................

  24 3.3 Alat dan Bahan ........................................................................

  25 3.4 Prosedur Penelitian ..................................................................

  26 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ................................................

  31

  4.1 Sintesis Membran Tanah liat, Zeolit dan TiO 2 ........................

  31

  4.2 Karakteristik Membran Keramik Tanah Liat, Zeolit, TiO 2 .....

  31 4.3 Sintesis Membran Hibrid .........................................................

  34

  4.4 Karakteristik Membran Hibrid Tanah Liat, Zeolit, TiO 2 .........

  34

  4.4 Morfologi Membran Keramik Hibrid Tanah Liat, Zeolit, TiO

  2 dan PVA .......................................................................................

  37 4.4 Aplikasi Membran Hibrid untuk Penghilangan Zat Warna .....

  38 BAB V PENUTUP ..................................................................................

  43 5.1 Kesimpulan ..............................................................................

  43 5.2 Saran ........................................................................................

  44 DAFTAR PUSTAKA .............................................................................

  45 LAMPIRAN ............................................................................................

  47

  

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Sifat Fisika TiO 2 .....................................................................

  22 Tabel 4.1 Hubungan rejeksi dengan komposisi Polivinil Alkohol terhadap membran hybrid....................................................................................... 39

  

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 type proses pemisahan ........................................................

  9 Gambar 2.2. Proses Pemisahan dengan Membran .................................

  11 Gambar 2.3. Rumus Struktur Polivinil Alkohol .....................................

  20 Gambar 2.4. Pengaruh Derajat Polimerisasi terhadap Kelarutan Polivinil Alkohol ....................................................................................

  20 Gambar 3.1 Bagan Rancangan Penelitian .............................................. 25

Gambar 3.2 Alur Proses Uji Fluks dan Rejeksi ..................................... 27

  Grafik 4.1. Pengaruh konsentrasi TiO

  2 terhadap densitas membran keramik ...................................................................................................

  31 Grafik 4.2. Pengaruh konsentrasi TiO

  2 terhadap porosity membran keramik ...................................................................................................

  32 Grafik 4.3. Pengaruh konsentrasi TiO terhadap water absorbtion

  2 membran keramik ...................................................................................

  33 Grafik 4.4. Pengaruh konsentrasi Polivinil Alkohol terhadap densitas membrane hibrid .....................................................................................

  34 Grafik 4.5. Pengaruh konsentrasi Polivinil Alkohol terhadap porosity membran hibrid .......................................................................................

  35 Grafik 4.6. Pengaruh konsentrasi Polivinil Alkohol terhadap water absorption membran hibrid .....................................................................

  36 Gambar 4.7. Skema morfologi membran keramik dan membran hibrid dengan Scanning Electron Microscope ..................................................

  37 Grafik 4.8. Hubungan fluks dengan komposisi Polivinil Alkohol 0% terhadap membran hibrid ........................................................................

  38 Grafik 4.9. Hubungan rejeksi dengan komposisi Polivinil Alkohol terhadap membran hibrid ........................................................................

  39 Gambar 4.10. Pengujian mikroorganisme pada filtrat dan permeat .......

  40