home about login register categories search current
TRANSCRIPT
4/15/2020 Jurnal Inovasi Teknik Kimia
https://publikasiilmiah.unwahas.ac.id/index.php/inteka 1/2
Select Language
English
Editorial Team
Peer Review
Focus and Scope
Publication Ethics
Author Guidlines
Article Template
Author Fees
Online Submission
Screening Plagiarism
Indexing and Abstracting
Visitor Statistic
JOURNAL HELP
USER
Username
Password
Remember me
LoginLogin
NOTIFICATIONS
ViewSubscribe
LANGUAGE
SubmitSubmit
JOURNAL CONTENT
Search
Search Scope
All
SearchSearch
BrowseBy IssueBy AuthorBy TitleOther JournalsCategories
FONT SIZE
»»
»»»»»
ISSN: 2527-614X (online)ISSN: 2541-5891 (print)DOI: 10.31942/jqiURL : https://publikasiilmiah.unwahas.ac.id/index.php/inteka
Jurnal Inovasi Teknik Kimia terbit pada bulan April dan Oktober setiaptahunnya. Jurnal Inovasi Teknik Kimia menerima tulisan ilmiah tentang hasil-hasil penelitian, kajian ilmiah, analisis dan pemecahan masalah di industriyang erat hubungannya dengan ilmu kimia.
HOME ABOUT LOGIN REGISTER CATEGORIES SEARCH CURRENT ARCHIVES
Home > Vol 4, No 2 (2019)
Jurnal Inovasi Teknik Kimia
CALL FOR PAPERS - VOL. 5 No. 1 April dan No. 2 Oktober 2020
Vol 4, No 2 (2019)
Table of ContentsArticles
KARAKTERISTIK BIOETANOL HASIL FERMENTASI KULIT SINGKONGHerman Yoseph Sriyana, Uõ Nasita
ADSORPSI ZAT WARNA METHYLENE BLUE MENGGUNAKAN ABU ALANG-ALANG (Imperatacylindrica) TERAKTIVASI ASAM SULFAT
Indah Riwayati, Ni’matul Fikriyyah, Suwardiyono Suwardiyono
EKSTRAKSI SENYAWA FLAVONOID DARI DAUN KUNYIT (Curcuma Longa L) BERBANTUGELOMBANG MIKRO UNTUK PEMBUATAN BIOFORMALIN
Windi Arum Mukti, Suwardiyono Suwardiyono, Farikha Maharani
4/15/2020 Jurnal Inovasi Teknik Kimia
https://publikasiilmiah.unwahas.ac.id/index.php/inteka 2/2
INFORMATION
For ReadersFor AuthorsFor Librarians
RECOMMENDED TOOLS
»»»
SINTESIS GEOPOLIMER DARI METAKAOLIN DAN ABU BAMBU UNTUK APLIKASI SEMEN: KAJIANWAKTU IKAT DAN MIKROSTRUKTUR
Aprilina Purbasari, Tkokorde Walmiki Samadhi
PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI GONDORUKEM-TERPENTIN MENGGUNAKAN METODEFENTON (Fe2+/H2O2) UNTUK MENDEGRADASI COD
Bella Paramaeshela, Suwardiyono Suwardiyono, Indah Hartati
PEMANFAATAN LIMBAH KULIT JAGUNG (Zea mays L.) SEBAGAI ADSORBEN LOGAM KADMIUMDALAM LARUTAN
Aliyatul Farida, Sinta Ariyani, Nanik Erma Sulistyaningsih, Laeli Kurniasari
PENGARUH PENAMBAHAN BEESWAX DAN GLISEROL TERHADAP KARAKTERISTIK POLIBLENDGLUKOMANAN – POLIVINIL ALKOHOL (PVA)
Sari Purnavita, Ayu Anggraeni
STANDARISASI EKSTRAK TERPURIFIKASI DAUN MANGGA ARUMANIS (Mangifera indica L.)Dewi Andini Kunti Mulangsri, Elya Zulfa, Sugar Ariõn, Masduki Faqih
PEMBUATAN PUPUK ORGANIK CAIR DARI AIR REBUSAN OLAHAN KEDELAI MENGGUNAKANEFFECTIVE MIKROORGANISME
Suwardiyono Suwardiyono, Farikha Maharani, Harianingsih Harianingsih
FORMULASI SABUN MANDI PADAT DENGAN PENAMBAHAN EKSTRAK KULIT MANGGIS (Garciniamangostana L.)
Muhammad Farid Aminudin, Nayyifatus Sa’diyah, Putri Prihastuti, Laeli Kurniasari
INDEXED BY :
Alamat kami di :
Fakultas Teknik Universitas Wahid Hasyim
JL. Menoreh Tengah X / 22, Sampangan, Gajahmungkur, Sampangan, Gajahmungkur, Kota Semarang, Jawa Tengah 50232,IndonesiaHandphone: 0813-2544-9347Email: [email protected]
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
View Inteka Stats
7/4/2019 Editorial Team
https://www.publikasiilmiah.unwahas.ac.id/index.php/inteka/about/editorialTeam 1/1
OPEN JOURNALSYSTEMS
Journal Help
USER
Username
Password
Remember meLogin
NOTIFICATIONS
ViewSubscribe
JOURNALCONTENT
Search
Search Scope All
Search
BrowseBy IssueBy AuthorBy TitleOtherJournalsCategories
FONT SIZE
INFORMATION
For ReadersFor AuthorsFor Librarians
HOME ABOUT LOGIN REGISTER CATEGORIES SEARCH
CURRENT ARCHIVES
Home > About the Journal > Editorial Team
Editorial Team
EditorSuwarchan Suwarchan
ISSN: 2527-6140
Jurnal Inovasi Teknik Kimia
7/4/2019 Archives
https://www.publikasiilmiah.unwahas.ac.id/index.php/inteka/issue/archive 1/2
OPEN JOURNALSYSTEMS
Journal Help
USER
Username
Password
Remember meLogin
NOTIFICATIONS
ViewSubscribe
JOURNALCONTENT
Search
Search Scope All
Search
BrowseBy IssueBy AuthorBy TitleOtherJournalsCategories
FONT SIZE
INFORMATION
For ReadersFor AuthorsFor Librarians
2019Vol 4, No 1 (2019)
2018Vol 3, No 2 (2018)
Vol 3, No 1 (2018)
2017
Vol 2, No 2 (2017)
Vol 2, No 1 (2017)
HOME ABOUT LOGIN REGISTER CATEGORIES SEARCH
CURRENT ARCHIVES
Home > Archives
Archives
Jurnal Inovasi Teknik Kimia
7/4/2019 Archives
https://www.publikasiilmiah.unwahas.ac.id/index.php/inteka/issue/archive 2/2
2016Vol 1, No 2 (2016)
Vol 1, No 1 (2016)
1 - 7 of 7 Items
ISSN: 2527-6140
7/4/2019 Vol 4, No 1 (2019)
https://www.publikasiilmiah.unwahas.ac.id/index.php/inteka/issue/view/217 1/1
OPEN JOURNALSYSTEMS
Journal Help
USER
Username
Password
Remember meLogin
NOTIFICATIONS
ViewSubscribe
JOURNALCONTENT
Search
Search Scope All
Search
BrowseBy IssueBy AuthorBy TitleOtherJournalsCategories
FONT SIZE
INFORMATION
For ReadersFor AuthorsFor Librarians
HOME ABOUT LOGIN REGISTER CATEGORIES SEARCH
CURRENT ARCHIVES
Home > Archives > Vol 4, No 1 (2019)
Vol 4, No 1 (2019)TABLE OF CONTENTS
ISSN: 2527-6140
Jurnal Inovasi Teknik Kimia
10/14/2020 Jurnal Inovasi Teknik Kimia - Google Cendekia
https://scholar.google.co.id/citations?hl=id&user=8nbZgC4AAAAJ 1/2
BUAT PROFIL SAYASemua Sejak 2015
Kutipan 142 133indeks-h 6 6indeks-i10 4 4
Jurnal Inovasi Teknik KimiaJurusan Teknik Kimia Universitas WahidHasyimTeknik Kimia
JUDUL DIKUTIP OLEH TAHUN
Keberkesanan pembelajaran kimia materi ikatan kimia bervisi SETSpada hasil belajar siswaA Binadja, S Wardani, S NugrohoJurnal Inovasi Pendidikan Kimia 2 (2)
42 2008
Pektin sebagai alternatif bahan baku biosorben logam beratL Kurniasari, I Riway ati, S Suwardiy onoJurnal Momentum UNWAHAS 8 (1), 114668
16 2012
Pengaruh waktu perebusan terhadap kadar flavonoid total daunkersen (Muntingia calabura)AD Puspitasari, LS Pray ogoJurnal Inovasi Teknik Kimia 1 (2)
11 2016
Aktivitas antibakteri infusa kemangi (Ocimum basilicum L.) pada tahudan daging ayam segarA Hamad, S Jumitera, E Puspawiningty as, D HartantiJurnal Inovasi Teknik Kimia 2 (1)
10 2017
Perbandingan Kadar Flavonoid Dan Fenolik Total Ekstrak MetanolDaun Beluntas (Pluchea Indica L.) Pada Berbagai Metode EkstraksiI Safitri, MC Nuria, AD PuspitasariJurnal Inovasi Teknik Kimia 3 (1)
7 2018
Pemanfaatan limbah cangkang telur ayam sebagai adsorben zatwarna methyl orange dalam larutanT Nurlaili, L Kurniasari, RD RatnaniJurnal Inovasi Teknik Kimia 2 (2)
6 2017
Pemanfaatan hati ayam sebagai fortifikan zat besi dalam bubur bayiinstan berbahan dasar ubi jalar ungu (Ipomoea Batatas L.)H Santosa, NA Handay ani, C Nuramelia, NYT SukmaJurnal Inovasi Teknik Kimia 1 (1)
5 2016
Comparison of poly aluminium chloride (P AC) and aluminium sulphatecoagulants efficiency in waste water treatment plantN Az iz , N Effendy , KT BasukiJurnal Inovasi Teknik Kimia 2 (1)
4 2017
Pengaruh Waktu Dan Suhu Pembuatan Karbon Aktif Dari TempurungKelapa Sebagai Upaya Pemanfaatan Limbah Dengan Suhu T inggiSecara PirolisisKDL LF, RD Ratnani, S Suwardiy ono, N KholisJurnal Inovasi Teknik Kimia 2 (1)
4 2017
Pembuatan Beras Analog Berbahan Dasar Tepung SukunTermodifikasi Heat Moisture TreatmentH Santosa, NA Handay ani, AD Fauz i, A TrisantoJurnal Inovasi Teknik Kimia 3 (1)
3 2018
10/14/2020 Jurnal Inovasi Teknik Kimia - Google Cendekia
https://scholar.google.co.id/citations?hl=id&user=8nbZgC4AAAAJ 2/2
JUDUL DIKUTIP OLEH TAHUN
Pembuatan Plastik Biodegradable Dari Pati Aren DenganPenambahan Aloe VeraS Purnavita, WT UtamiJurnal Inovasi Teknik Kimia 3 (2)
3 2018
Analisis Sifat Fisikokimia Dan Uji Korelasi Regresi Antara Nilai DerajatSubstitusi Dengan Swelling Power Dan Solubility Pada T epungGadung (Dioscorea Hispida Dennst) TerasetilasiR Amalia, AC KumoroJurnal Inovasi Teknik Kimia 1 (1)
3 2016
Pengolahan Limbah Organik Dan Anorganik MenggunakanFotokatalis TiO2 Dopan-NA Wildan, EV MutiaraJurnal Inovasi Teknik Kimia 1 (1)
3 2016
ANALISA PROKSIMAT MIE BASAH YANG DIFORTIFIKASI DENGANTEPUNG CANGKANG RAJUNGAN (Portunus pelagicus)S Khasanah, I HartatiJurnal Inovasi Teknik Kimia 1 (1)
3 2016
“BIOFLOKULASI SISTEM” TEKNOLOGI BUDIDA YA LELE TEBARPADAT TINGGI DENGAN KAPASITAS 1M3/750 EKOR DENGANFLOCK FORMING BACTERIAA Setiawan, R Ariqoh, P Tivani, L Pipih, I PudjiastutiJurnal Inovasi Teknik Kimia 1 (1)
3 2016
Formulasi Sediaan Krim Daun Binahong (Anredera cordifolia (Ten.)Steenis): Kajian Karakteristik Fisika Kimia dan Uji Iritasi KulitE Zulfa, L Lailatunnida, M MurukmihadiJurnal Inovasi Teknik Kimia 3 (1)
2 2018
Karakteristik Fisik Lipstik Sari Kulit Buah Naga Merah (HylocereusCostaricensis) Dengan Variasi Perbandingan Konsentrasi CarnaubaWax Dan BeeswaxDAK Mulangsri, M Murrukmihadi, E MuaniqohJurnal Inovasi Teknik Kimia 2 (2)
2 2017
kemampuan Daya Emulsifier Corn Lecithin yang dihasilkan dari W aterDegumming Process Minyak JagungA Hamad, AG Septhea, A Ma’ rufJurnal Inovasi Teknik Kimia 1 (2)
2 2016
Validasi Metode Analisis Ciprofloksasin menggunakan HighPerformance Liquid ChromatographyB Nugraheni, AB AnggoroJurnal Inovasi Teknik Kimia 1 (1)
2 2016
ANALISIS OPTIMASI KADAR VITAMIN C DARI FILTRAT BUAHNANAS (Ananas comosus L Merr) MENGGUNAKAN SISTEMEVAPORATOR VACUUMQAK NisaJurnal Inovasi Teknik Kimia 3 (2)
1 2018
10/15/2020 Vol 4, No 1 (2019)
https://publikasiilmiah.unwahas.ac.id/index.php/inteka/issue/view/217 1/2
Select Language
English
Editorial Team
Peer Review
Focus and Scope
Publication Ethics
Author Guidlines
Article Template
Author Fees
Online Submission
Screening Plagiarism
Indexing and Abstracting
Visitor Statistic
JOURNAL HELP
USER
Username
Password
Remember me
LoginLogin
NOTIFICATIONS
ViewSubscribe
LANGUAGE
SubmitSubmit
JOURNAL CONTENT
Search
Search Scope
All
SearchSearch
BrowseBy IssueBy AuthorBy TitleOther JournalsCategories
FONT SIZE
»»
»»»»»
HOME ABOUT LOGIN REGISTER CATEGORIES SEARCH CURRENT ARCHIVES
Home > Archives > Vol 4, No 1 (2019)
Vol 4, No 1 (2019)
Table of Contents
Articles
UJI AKTIVITAS FOTOKATALIS TIO2 DOPAN-N KOMBINASI ZEOLIT PADA PENGOLAHAN LIMBAHFARMASI
Achmad Wildan, Erlita Verdia Mutiara
APLIKASI METODE FOAM MAT DRYING PADA PEMBUATAN BUBUK JAHE (Zingiber oÿcinale)Fiõ Kurniasari, Indah Hartati, Laeli Kurniasari
KINETIKA HIDROLISIS PATI SINGKONG MANIS (MANIHOT ESCULENTA) PADA SUHU RENDAHHargono Hargono
PROSES DELIGNIFIKASI HIDROTROPI RAMI (Boehmeria nivea Gaud)Indah Hartati, Laeli Kurniasari, Dyah Puspa Arum, Siti Sudarmiseh
EKSTRAKSI DAUN SIRIH, BATANG SEREH DAN BAWANG MERAH UNTUK PRODUKSI PESTISIDAORGANIK
Catur Nilan H., Lianta Monalisa S., Aõyatun Inayah, Dwi Handayani
MODIFIKASI TEPUNG BIJI NANGKA (Arthocarphus heterophyllus lamk) DENGAN METODEASETILASI
Mey Sulistiyaningsih, Laeli Kurniasari, Farikha Maharani
PRODUKSI KARBON AKTIF DARI BUAH MANGROVE MENGGUNAKAN AKTIVATOR KALIUMHIDROKSIDA
Paryanto Paryanto, Muhamad Eko Saputro, Restu Ari Nugroho
EKSTRAKSI BATANG SEREH, DAUN SIRIH DAN DAUN TEMBAKAU UNTUK PRODUKSI PESTISIDAORGANIK
Riska Andriani, Ariqho Budi A, Cintya Dewi H, Dwi Handayani
PEMANFAATAN LIDAH MERTUA (Sansiviera sp) SEBAGAI ADSORBENT Fe, Pb DAN Cr PADALIMBAH BATIK
Harianingsih Harianingsih, Farikha Maharani
ANALISIS OPTIMASI KADAR TSS DARI FILTRAT BUAH NANAS (Ananas comosus (L.) Merr)MENGGUNAKAN SISTEM EVAPORATOR VACUUM
Deviana Malinda, Vita Paramita, Edy Supriyo
INDEXED BY :
Base Garuda
Alamat kami di :
Fakultas Teknik Universitas Wahid Hasyim
JL. Menoreh Tengah X / 22, Sampangan, Gajahmungkur, Sampangan, Gajahmungkur, Kota Semarang, Jawa Tengah 50232,IndonesiaHandphone: 0813-2544-9347Email: [email protected]
Universitas Wahid HasyimJl. Menoreh Tengah X No.22,Sampangan, Kec. Gajahmungkur,Kota Semarang, Jawa Tengah 50232,Indonesia
Directions
4.5 265 reviews
View larger map
10/15/2020 Vol 4, No 1 (2019)
https://publikasiilmiah.unwahas.ac.id/index.php/inteka/issue/view/217 2/2
INFORMATION
For ReadersFor AuthorsFor Librarians
RECOMMENDED TOOLS
»»»
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.
View Inteka Stats
Report a map errorMap data ©2020 Imagery ©2020 , CNES / Airbus, Maxar Technologies
/
Journal Proõle
Jurnal Inovasi Teknik KimiaeISSN : 2527614X | pISSN :
Universitas Wahid Hasyim
S5Sinta Score
Indexed by GARUDA
6H-Index
6H5-Index
135Citations
1265 Year Citations
Inovasi Teknik Kimia . Vol. 4, No.1, April 2019, Hal 11-15 ISSN 2527-614X, e-ISSN 2541-5891
Fakultas Teknik-UNIVERSITAS WAHID HASYIM SEMARANG 11
KINETIKA HIDROLISIS PATI SINGKONG MANIS (MANIHOT ESCULENTA ) PADA SUHU RENDAH
Hargono
Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Jl. Prof.Sudharto, Tembalang, Semarang, 50275, Telp./Fax. (024) 7460058/(024) 76480675
Email : [email protected]
Abstrak Singkong manis (Manihot esculenta) merupakan tanaman perdu yang dapat tumbuh di daerah tropi, seperti di Indonesia. . Kandungan karbohidrat singkong manis mencapai 90,46% sehingga layak dikonversi menjadi gula reduksi dan etanol. Penelitian ini bertujuan untuk melakukan hidrolisis enzimatik pati singkong manis pada suhu 30°C sebagai alternatif pengganti hidrolisis konvensional yang membutuhkan suhu tinggi (90-125°). Jenis enzim yang digunakan adalah granular strach hydrolyzing enzyme (GSHE) yaitu StargenTM 002 yang merupakan enzim koktail yaitu campuran dari A. kawachi α-amylase dari Trichorderma reesei dan glucoamylase dari A. niger. Hidrolisis enzimatis dilakukan pada substrat pati singkong manis pada konsentrasi 100, 200, 300 dan 400 g/L, konsentrasi enzim 1.5% (w/w pati), selama 24 jam, pH 4, dan suhu 30°C. Selama hidrolisis 24 jam, kondisi terbaik dicapai pada waktu 12 jam yang menghasilkan gula reduksi masing-masing adalah 40,12; 58,32; 60,24 dan 61,34 g/L. Gula reduksi yang dihasilkan dari hidrolisis pati singkong manis pada konsentrasi diatas 200 g/L hanya sedikit lebih besar dibandingkan gula reduksi yang dihasilkan dari hidrolisis pati singkong manis pada konsentrasi 200 g/L. Hal ini menunjukkan terjadi inhibisi substrat yang menghambat proses difusi. Parameter kinetika yaitu Vmaks dan Km ditentukan dengan persamaan Michaelis-Menten dan Lineweaver-Burk. Nilai Vmaks dan Km yang diperoleh dari hidrolisis ini adalah 9,074 g/L.jam, dan Km 104,26 g/L. Nilai Km yang kecil menunjukkan bahwa untuk mencapai proses katalitik optimal dibutuhkan konsentrasi substrat yang kecil, sehingga akan meghemat biaya proses hidrolisis. Kata kunci : GSHE, gula reduksi, parameter kinetika, pati singkong manis, suhu rendah
1. PENDAHULUAN
Singkong (Manihot esculenta) atau ubi kayu merupakan tanaman pangan perdu. Sejumlah laporan telah mendukung pandangan bahwa singkong berasal dari Amerika Selatan (Clemen et al., 2010; Balagopalan et al., 1988). Allem (1994) mengemukakan pengakuan tiga sub spesies dari Manihot esculenta yaitu: Manihot esculenta esculenta, Manihot esculenta peruviana dan Manihot esculenta flabellifolia. Manihot esculenta Crantz termasuk dalam famili Euphorbiaceae dan merupakan tanaman singkong unggulan yang dibudidayakan. Famili dari tanaman ini umumnya dibagi menjadi dua kelompok utama, yaitu varietas pahit atau beracun dan varietas yang manis atau tidak beracun (Elias et al., 2004; Nye, 1991). Kadar karbohidrat pada singkong manis sebesar 90,46% (Hapsari et al., 2013), oleh karena itu melalui proses hidrolisis enzimatik singkong manis layak dikonversi menjadi glukosa dan etanol.
Hidrolisis enzimatis pati terdiri dari 2 tahap, yakni : proses likuifikasi (90-1250C) dan sakarifikasi (55-650C). Kedua proses ini merupakan proses hidrolisis konvensional. Pada
proses hidrolisis pati, digunakan enzim jenis alfa-amilase dan gluko-amilase. Enzim alfa-amilase yang berfungsi untuk memutus ikatan amilosa pati pada proses likuifikasi, sementara glukoamilase akan berperan pada tahap sakarifikasi untuk menguraikan pati dan menghasilkan monomer glukosa.
Dalam proses fermentasi dibutuhkan energi yang besar untuk proses pemanasan dan pendinginan. Sebesar 30 - 40% dari total energi proses produksi etanol digunakan untuk kedua proses ini (Lee et al., 2012). Hidrolisis enzim tunggal terhadap bahan baku pati (amilum) akan menghasilkan gula reduksi yang konsentrasinya semakin besar dengan kenaikan kandungan amilum dalam bahan baku (Suresh et al., 1999).
Gohel dan Duan melakukan hidrolisis terhadap Indian broken rice dan Pearl Millet dengan variasi konsentrasi substrat 30 dan 35%, diperoleh hasil gula terfermentasi untuk Indian broken rice lebih tinggi bila dibandingkan dengan Pearl Millet. Pengembangan proses hidrolisis konvensional telah dilakukan oleh banyak peneliti dengan cara menurunkan suhu hidrolisis menjadi lebih rendah (50-65°C)
Kinetika Hidrolisis Pati… Hargono
12
menggunakan enzim campuran α-amilase dan gluko-amilase.
Hidrolisis enzimatik pada suhu rendah memberikan peluang beberapa enzim bekerja secara sinergi dalam granula pati, sehingga tidak diperlukan lagi likuifikasi dan langkah pemasakan (cooking). Proses hidrolisis ini dapat mereduksi kebutuhan energi (Galvez, 2005). Shariffa et al. (2009) melaporkan hasil penelitian pati tapioka menggunakan campuran enzim alfa-amilase dan glukoamilase dengan temperatur 50°C selama 24 jam, diperoleh Dextrose equivalent maksimum 36%. Uthumporn et al. (2012) melakukan hidrolisis pati jagung menggunakan campuran alfa-amilase dan glukoamilase pada temperatur 30-50°C selama 24 jam, diperoleh kenaikan Dextrose equivalent dari 53% menjadi 56%.
Tujuan penelitian ini mencari data kinetika hidrolisis dan parameter kinetika dari berbagai konsentrasi pati singkong manis menggunakan granular starch hydrolyzing enzyme (GSHE) pada suhu 30°C 2. METODOLOGI
Singkong manis
Singkong manis (Manihot esculenta) diperoleh dari Godean, Daerah Istimewa Yogyakarta, saat dipanen berumur 10 bulan.
Ekstraksi ubi singkong
Ubi singkong dipilih, dicuci serta dikupas kulitnya. Lalu daging ubi diparut, dicampur dengan air dan diremas-remas agar pati yang terkandung dalam perasan ubi tersebut keluar. Langkah selanjutnya adalah pemisahan pati dari campurannya dengan menyaring menggunakan kain sambil diperas menggunakan tangan sampai pati yang diinginkan semuanya terpisah dari saringan. Air dan pati yang lolos dari saringan didiamkan selama 24 jam agar pati mengendap. Selanjutnya pati dan air dipisahkan (dilimbang), dijemur untuk mengurangi kandungan airnya dengan cara dipanaskan dengan sinar matahari selama 3 hari berturut turut. Pati ubi singkong yang sudah kering (kandungan air sekitar 10%) disimpan dalam tempat penyimpanan yang bersuhu 4°C pada Laboratorium Bioproses, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik Undip.
Reagen kimia
Potassium sodium tartrate tetrahydrate dan 3,5-Dinitrosalicylic acid (by Merck), NaOH (98%, Merck), Na2SO3 (98.5%, Merck), H2SO4
(98.5%, Merck), sodium acetat buffer (Merck) and glucose (99.5%, Merck) dibeli dari Sigma-Aldrich Indonesia. Enzyme
Jenis enzim yang digunakan adalah granular starch hydrolyzing enzyme (GSHE), yaitu Stargen TM 002, merupakan campuran dari Aspergillus kawachi alfa-amylase dari Trichorderma reesei dan gluco-amylase dari Aspergillus niger yang dihasilkan oleh Genencor (Palo Alto, USA). Aktivitas enzim 570 GAU/g dan pH optimal 4-4,5. (Genencor,2009)
Hidrolisis enzimatis
Pati casava dibuat slury dengan konsentrasi 100, 200, 300 dan 400 g/L, pada pH 4 dengan cara mengatur menggunakan 50 mM sodium acetate buffer, konsentrasi enzim 1.5% (w/w). Campuaran umpan hidrolisis diinkubasi pada 80ºC selama 15menit, diaduk dengan pengaduk kontinyu pada kecepatan 100 putaran per menit. Selanjutnya slury didinginkan sampai suhu 30 ºC dan diinkubasi selama 48 jam. Secara berkala dengan interval 6 jam, sampel diambil untuk dianalisa kandungan produk gula reduksi menggunakan Spektrophotometer (UV-160A, SHIMADZU, Kyoto, Japan). Sebelum dilakukan analisis sampel terlebih dahulu dilakukan pemusingan (centrifugasi), pada 100 rpm, selama 10 menit untuk mendapatkan filtrat yang akan dianalisis gula reduksinya.
Konsentrasi Substrat Mempengaruhi Kecepatan Reaksi yang Dikatalisis oleh Enzim
Kecepatan reaksiPada konsentrasi substrat yang cukup rendah, kecepatan reaksi juga akan sangat kecil, kecepatan ini akan meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi substrat. Kecepatan awal reaksi akan meningkat dengan nilai peningkatan yang semakin kecil (Copeland, 2009). Hubungan antara V0 dan [S] dinyatakan secara matematika persamaan Michaelis Menten sebagaimana ditunjukkan pada oleh persamaan 1:
Inovasi Teknik Kimia . Vol. 4, No.1, April 2019, Hal 11-15 ISSN 2527-614X, e-ISSN 2541-5891
Fakultas Teknik-UNIVERSITAS WAHID HASYIM SEMARANG 13
m
maks0 KS
SVV += (1)
dengan :
V0 = kecepatan awal pada konsentrasi substrat [S]
Vmaks = kecepatan maksimum, yaitu kecepatan yang berangsur-angsur dicapai pada konsentrasi substrat tinggi
[S] = konsentrasi awal substrat
Km = tetapan Michaelis-Menten enzim bagi substrat tertentu atau konsentrasi substrat yang menghasilkan setengah kecepatan maksimum
Penentuan Parameter Kinetika
Salah satu pendekatan sederhana dalam percobaan kinetika adalah untuk mengukur kecepatan reaksi mula-mula (V0). Kecepatan reaksi mula-mula untuk setiap konsentrasi substrat ditentukan dari slop kurva pada awal reaksi. Karakteristik konstanta Vmax dan Km dapat ditentukan melalui persamaan 2 (Lineweaver-Burk, 1934). Persamaan ini merupaka hubungan antara 1/[S] vs 1/Vo. Kurve yang didapat adalah garis lurus dengan slope = Km/Vmaks, sedangkan intersep = 1/Vmaks
(2)
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengaruh Konsentrasi Pati Singkong Manis (Manihot esculenta) terhadap Konsentrasi Gula Reduksi
Pengaruh konsentrasi pati singkong manis 100, 200, 300 dan 400 g/L dan pengaruh StargenTM 002 pada konsentrasi 1,5% terhadap konsentrasi gula reduksi, ditunjukkan pada Gambar 1. Kenaikan konsentrasi pati singkong manis dari 100 g/L ke 200 g/L, terjadi kenaikan konsentrasi gula reduksi 45,36% (dari 40,12 g/L menjadi 58,32 g/L). Kenaikan konsentrasi pati dari 200 g/L ke 300 g/L, terjadi kenaikan konsentrasi gula reduksi 3,29% (dari 58,32 g/L menjadi 60,24 g/L), sedangkan pada kenaikan konsentrasi pati dari 300 g/L ke 400 g/L, terjadi kenaikan konsentrasi gula reduksi 1,86% (dari 60,24 g/L menjadi 61,36 g/L).
0 3 6 9 12 15 18 21
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90 Pati sinkong manis 100 g/L Pati sinkong manis 200 g/L Pati sinkong manis 300 g/L Pati sinkong manis 400 g/L
Gul
a re
duks
i (g/
L)
Waktu (jam) Gambar 1. Pengaruh konsentrasi pati
singkong manis, terhadap konsentrasi gula reduksi menggunakan StargenTM 002,
konsentrasi 1,5% (b/b), pH 4, suhu 30°C.
Berdasarkan Gambar 1 menunjukan profil kenaikan konsentrasi gula reduksi yang signifikan. Kenaikan konsentrasi gula reduksi yang tinggi dicapai pada konsentrasi pati 200 g/L. Kenaikan gula reduksi yang rendah dicapai pada konsentrasi pati diatas 200 g/L. Rendahnya peningkatan konsentrasi gula reduksi pada konsentrasi pati singkong manis diatas 200 gr/L disebabkan oleh inhibisi dari substrat. German et al. (2011) menyatakan bahwa aktivitas enzim akan meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi substrat, tetapi aktivitas enzim akan menurun pada konsentrasi substrat tertentu karena adanya inhibisi dari substrat. Inhibisi substrat terjadi pada konsentrasi substrat yang tinggi.
Viskositas substrat akan semakin besar seiring dengan besarnya konsentrasi subtsrat, hal ini akan memperlambat proses difusi sehingga reaksi enzimatis akan dikontrol oleh proses difusi (diffusion limitation) (Baks et al., 2008). Pada proses hidrolisis pati, enzim mulai terinhibisi oleh substrat pada konsentrasi substrat 250 g/L (Yankov et al., 1986). Dari hasil percobaan terlihat bahwa pada konsentrasi pati singkong manis diatas 200 g/L, konsentrasi pati singkong manis tidak berpengaruh terhadap gula reduksi. Hal ini menunjukkan bahwa pada konsentrasi pati singkong diatas 200 g/L sudah terjadi inhibisi substrat terhadap enzim. Hal yang berbeda terlihat pada konsentrasi pati singkong manis 100 g/L dan 200 g/L.
Konsentrasi gula reduksi yang dihasilkan pada konsentrasi substrat 100 g/L lebih rendah dibandingkan pada konsentrasi substrat 200 g/L. Perbedaan ini terjadi karena pada konsentrasi dibawah 200 g/L belum terjadi inhibisi substrat sehingga peningkatan
Kinetika Hidrolisis Pati… Hargono
14
konsentrasi substrat akan menaikkan konsentrasi gula reduksi. Ruiz et al. (2011) telah melakukan kajian tentang proses hidrolisis pati singkong menggunakan StargenTM 001 dan menyimpulkan bahwa aktivitas enzim akan meningkat seiring dengan meningkatnya konsentrasi pati, akan tetapi aktivitas enzim akan menurun pada konsentrasi pati diatas 250 g/L. Pengaruh konsentrasi awal substrat terhadapap kecepatan awal
Sebagaimana ditunjukkan pada Gambar 2, hubungan kecepatan awal enzim dengan konsentrasi pati singkong manis sering kali diasumsikan sebagai bentuk kinetika saturasi. Aktivitas awal enzim meningkat dengan meningkatnya konsentrasi awal pati singkong awal. Kecepatan awal enzim meningkat dari 5,56 menjadi 8,64 g/L.jam (untuk konsentrasi pati singkong 300 g/L), selanjutnya pada konsentrasi pati singkong 400 g/L, mencapai hampir konstan, yaitu 8,71 g/L.jam. Hal ini menunjukkan bahwa pada konsentrtasi pati yang besar berakibat viskositas slury menjadi besar sehingga akan menghambat proses difusi) (Baks et al., 2008).
Penentuan Parameter Kinetika Km dan Vmaks
Parameter kinetika, yaitu Km dan Vmaks ditentukan dengan persamaan 2. Selanjutnya hubungan antara 1/V0 dan 1/[S] ditunjukkan pada Gambar 3. Menurut persamaan 2, nilai Km/Vmaks merupakan slope, sedangkan 1/Vmaks adalah intersep dari kurve garis lurus seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3. Hasil pembacaan dari kurve diperoleh nilai Vmaks 9,074 g/L.jam, sedangkan Km 104,26 g/L. Nilai Km menunjukkan bahwa untuk mencapai proses katalitik optimal dibutuhkan konsentrasi substrat yang optimal pula (Michaelis-Menten, 1913) dan Lehninger, 1982). Nilai Vmaks menunjukkan kecepatan reaksi mencapai maksimum meskipun konsentrasi substrat bertambah.
Pada kondisi tersebut enzim telah mencapai kondisi jenuh oleh substratnya sehingga tidak dapat berfungsi dengan baik Lehninger, 1982). Hasil ini similar dengan penelitian yang dilakukan Hargono et al. (2017) tentang hidrolisis pati singkong pahit dan pati gadung, diperoleh nilai Km dan Vmaks adalah 141,64; 140.84 g/L dan 13,33; 7,46 g/L.jam.
0 100 200 300 400 500
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
V0 (
g/L.
jam
)
[S] (g/L)
Gambar 2. Pengaruh konsentrasi awal pati singkong terhadap kecepatan aktivitas awal enzim pada konsentrasi enzim 1,5%, pH 4
dan 30°C.
-0.010 -0.005 0.000 0.005 0.010
0.00
0.04
0.08
0.12
0.16
0.20
1/V
0 (g/
L.ja
m)-1
1/[S] (g/L)-1
Gambar 3. Plot Li neweaver-Burk untuk berbagai konsentrasi pati singkong manis terhadap kecepatan aktivitas awal enzim
KESIMPULAN
Hidrolisis enzimatis pati singkong manis (Manihot escullenta) pada konsentrasi 200 g/L menggunakan Stargen TM 002 pada konsentrasi 1,5%, pH 4 dan 30ºC selama 12 jam merupakan kondisi terbaik. Gula reduksi yang dihasilkan pada kondisi ini adalah 58,32 g/L. Pada konsentrasi pati diatas 200 g/L (300-400 g/L) terjadi inhibisi substrat yang akan menghambat proses difusi. Pada konsentrasi pati singkong manis 100-400 g/L diperoleh nilai Vmaks 9,074 g/L.jam, sedangkan Km 104,26 g/L. DAFTAR PUSTAKA
Allem, A.C., (1994), The origin of Manihot esculenta Crantz (Euphorbiaceae). Genetic Resources and Crop Evolution, 41 (3), pp. 133-150.
Baks, T., Bruins, M. E., Janssen, A. E. M., Boom, R. M., (2008). Effect of Pressure
Inovasi Teknik Kimia . Vol. 4, No.1, April 2019, Hal 11-15 ISSN 2527-614X, e-ISSN 2541-5891
Fakultas Teknik-UNIVERSITAS WAHID HASYIM SEMARANG 15
and Temperature on the Gelatinization of Starch at Various Starch Concentrations. Biomacromolecules. 9(1), pp. 296-304.
Balagopalan, C., Padmaja, G., Nanda, S.K., Moorthy, S.N., (1988). Cassava in Food, Feed, and Industry. CRC Press, Inc. Boca Raton, Florida.
Clement, C.R., de Cristo, A.M., Coppens D. E.G., Alves, P.A., Picanço.R.D., (2010), Origin and domestication of native Amazonian crops. Diversity, 2 (1), pp. 72-106.
Copeland, Robert A., (2000). ENZYMES A Practical Introduction to Structure Mechanism, and Data Analysis. Second Edition. New York: A John Wiley & Sons, Inc.
Elias, M., Mühlen, G.S., McKey, D., Roa, A.C., Tohme, J., (2004), Genetic diversity of traditional South American landraces of cassava (Manihot esculenta Crantz): an analysis using microsatellites. Econ Bot, 58 (2): pp. 242-256.
Galvez, A., (2005), Analyzing cold enzyme starch hydrolysis technology in new ethanol plant design, Ethanol Producer. 11, pp. 58-60.
Genencor. STARGEN™ 002. (2009). Granular starch hydrolyzing enzyme for ethanol production.
German, D.P., Weintraub, M.N., Grandy, A.S., Lauber,C.,L.,Rinkes, Z.L., Allison, S.D., (2011). Optimization of hydrolytic and oxidative enzyme methods for ecosystem studies. Soil Biology & Biochemistry, 43, pp. 1387-1397.
Gohel, V., Duan, G., Maisuria, V. (2013). Impact of an acid fungal protease in high gravityfermentation for ethanol production using indian sorghum as a feedstock, Biotechnology Progress, 29, pp.329-336.
Hapsari, M. A. dan Pramashinta, A. (2013). Pembuatan Bioetanol dari Singkong Karet (Manihot glaziovii) sebagai Upaya Mempercepat Konversi Minyak Tanah ke Bahan Bakar Nabati. Jurnal Teknologi Kimia dan Industr. 2(2), pp. 240-245.
Hargono, H., Jos, B., Kumoro, A. C. (2017). Kinetics of the enzymatic hydrolysis of
sweet cassava starch and bitter cassava flour and gadung (Dioscorea hispida Dennst) flour at low temperature. Bulletin Chemical Reaction Engineering &. Catalytic, 12 (2), pp.256-262.
Lee, W.S., Chen, I.C., Chang, C.H., Yang, S.S. (2012). Bioethanol production from sweetpotato by co-immobilization of saccharolytic molds and Saccharomyces cerevisiae. Renewable Energy, 39, pp. 216-222.
Lehninger AL. Principles of Biochemistry. 5 th. New York: W.H. Freeman. 1982.
Lineweaver H, Burk D. (1934). The determination of enzyme dissociation constants. Journal of the American Chemical Society, 56, pp. 658-666.
Michaelis, L., and Menten, M. (1913) Die Kinetik der Invertinwirkung, Biochem.Z., 49, pp. 333-369.
Nye, M.M. (1991). The Mis-measure of manioc (Manihot esculenta, Euphorbiaceae) Economic Botany Journal, 45 (1), pp. 47-57.
Shariffa, Y. N., Karim, Fazilah, and Zaidul, I. S. M. (2009). Enzymatic hydrolysis of granular native and mildly heat-treated tapioca and sweet potato starches at sub-gelatinization suhue. Food Hydrocolloid, 23(2), pp.434-440.
Suresh, K., Kiransree, N., and Venkateswar Rao, L. (1999). Production of ethanol by raw starch hydrolysis and fermentation of damaged grains of wheat and sorghum. Bioprocess Engineering, 21(2), pp. 165-172.
Uthumporn, U., Shariffa, Y.N., Karim, A.A. (2012). Hydrolysis of native and heat-treated starches at sub-gelatinization suhue using granular starch hydrolyzing enzyme. Applied Biochemistry and Biotechnology, 166(5), pp. 1167-1182
Yankov, D., Dobreva, E., Beschkov, Emanuilova. (1986). Study of optimum conditions and kinetics of starch hydrolysis by means of thermostable α-amylase. Enzyme and Microbiol Technology, 8, pp. 665-667.
Pemanfaatan Lidah Mertua… (Harianingsih dan Maharani)
40
PEMANFAATAN LIDAH MERTUA (Sansiviera sp) SEBAGAI ADSOR BENT Fe, Pb DAN Cr PADA LIMBAH BATIK
Harianingsih1* dan Farikha Maharani 2
1Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang Kampus Sekaran, Gunungpati, Semarang
2Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Wahid Hasyim Jl. Menoreh Tengah X/22 Sampangan Semarang
*Email : [email protected]
Abstrak Limbah batik mempunyai sifat karsinogenik karena pewarna sintetik yang digunakan masih banyak mengandung logam berat. Pencemaran oleh logam berat ini antara lain Fe, Pb, Cr mengakibatkan kerusakan lingkungan serta berbahaya untuk kesehatan. Dari permasalahan tersebut penelitian ini dilakukan untuk memperoleh solusi mengurangi pencemaran logam berat yang diakibatkan pada pewarnaan batik menggunakan adsorben lidah mertua. Lidah mertua dapat digunakan sebagai adsorbent logam berat karena glikosid mampu mereduksi limbah logam berat. Tanaman lidah mertua merupakan tanaman yang mudah diperoleh sehingga dapat direkomendasikan sebagai bahan baku pembuatan adsorben untuk mengadsorpsi Fe, Pb dan Cr pada limbah batik. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh dari waktu kontak dan pH optimum yang diperoleh, dengan indikator penurunan kadar dari logam Fe, Pb, Cr. Variasi dari waktu kontak pada penelitian ini adalah 30 menit,, 60 menit, 90 menit, 120 menit dan 150 menit dan variasi pH yang digunakan antara lain pH 2,3,4,5, dan 6. Dari penelitian diperoleh hasil bahwa waktu kontak optimum pada 150 menit dengan penurunan kadar logam berat Fe sebesar 42,17%, penurunan kadar Pb sebesar 51,01 % dan penurunan logam Cr sebesar 45,57%. PH optimum pada pH 6 diperoleh prosentase penurunan kadar logam berat yaitu Fe sebesar 43,7%, Pb sebesar 51,11% dan Cr sebesar 47,23%. Kata kunci : batik, lidah mertua, logam berat
1. PENDAHULUAN
Tanaman lidah mertua menurut dinas holtikultura merupakan tanaman yang digunakan untuk mempercantik dan memperindah lingkungan dan juga digunakan sebagai tanaman yang digunakan untuk pencegah polusi dan penjerap debu. Tanaman ini mempunyai warna yang menarik sehingga dijadikan rujukan untuk menambah keindahan dari lingkungan. Selain sebagai tanaman hias, lidah mertua ternyata mempunyai senyawa glikosida yang mempunyai kemampuan untuk mereduksi logam berat. Glukosida tersebut dapat mereduksi logam berat seperti Fe, Pb, Cr dan lainnya untuk diubah menjadi asam amino dan asam organik serta gula. (Wediyanto dkk, 2007).
Saat ini dikembangkan industri batik sebagai peningkatan potensi dan budaya bangsa Indonesia. Akan tetapi industri batik ternyata menghasilkan limbah cair yang perlu dicermati dan dipikirkan oleh peengrajin batik, produsen batik, pemerintah dan masyarakat sekitar. Limbah batik hasil dari perajin biasanya tidak digunakan lagi, hanya ditampung kemudian
dibuang ke sungai atau pembuangan limbah. Padahal limbah batik apalagi yang menggunakan pewarna sintetik masih mengandung logam berat yang dapat merusak alam sekitar dan mengganggu kesehatan. Proses pada pembuatan batik yang dapat menghasilkan limbah logam berat pada saat penggambaran pola pada kain baik menggunakan canting (tradisional) maupun menggunakan cetakan tembaga yang dilapisi malam, proses pewarnaan kain, serta proses pencucian, proses pemanasan menggunakan air mendidih (Sasongko, 2010).
Pada saat pewarnaan batik digunakan pewarna yang bermacam-macam dan masih mengandung bahan kimia yang bersifat beracun dan masih mengandung berbagai macam logam berat antara lain Cu, Co, Fe, Cr, Pb dan Al(Hunger, 2003). Logam berat yang terikut di dalam pembuangan limbah batik jika masih sesuai dengan kategori aman atau sesuai ambang batas lingkungan tentu saja tidak jadi masalah, akan tetapi jika melebihi ambang batas keamanan lingkungan harus dilakukan pengolahan untuk meminimalisir logam berat yang terikut. Kadar logam berat yang terdapat
Inovasi Teknik Kimia . Vol. 4, No.1, April 2019, Hal 40-43 ISSN 2527-614X, e-ISSN 2541-5891
Fakultas Teknik-UNIVERSITAS WAHID HASYIM SEMARANG 41
pada limbah batik secara umum untuk tembaga sebesar 0,173 ppm, besi 0,9 ppm, Chrom 0,4 ppm. Peraturan Pemerintah dengan Nomor 72 tahun 2013 mengenai baku mutu air limbah untuk industri menyebutkan bahwasanya kadar logam berat yang seharusnya terbawa ke air lingkungan adalah tidak lebih dari 0,1 ppm. Limbah logam berat perlu ada pengawasan dan penanganan terkait logam berat yang terdapat pada limbah batik (Kurnia dkk, 2016).
Dari permasalahan penanganan reduksi beberapa cara antara lain purifikasi limbah cair. Purifikasi limbah cair dapat berupa absorpsi, evaporasi, pertukaran ion, ekstraksi menggunakan pelarur, dan reverse osmosis (Etana, 2004). Pada penelitian ini digunakan metode absorpsi dengan harapan agar logam berat terlarut yang ada dalam limbah cair dapat berkurang. Penelitian ini menggunakan adsorben dari tanaman lidah mertua yang juga mempunyai senyawa glikosida sehingga dapat merubah logam berat menjadi senyawa lain yang tidak beracun dan aman untuk lingkungan sekitar.(Andres dan Ali, 2004). Faktor yang berpengaruh terhadap proses adsorpsi adalah krakteristik adsorben, pH larutan, temperatur dan waktu kontak. Kinerja dan daya tahan adsorben saat menyerap logam berat dapat diketahui dengan mengukur waktu kontaknya (Asip dkk., 2008). Waktu kontak yang digunakan pada penelitian Sembiring dan Sinaga antara lain 20, 30, 40, 50, 60 menit kemudian didiamkan selama 15 menit. Waktu kontak penting karena dimaksudkan untuk memberikan kesempatan kepada partikel dari adsorbent lidah mertua untuk dapat bersinggungan dengan senyawa yang diserap yaitu logam berat Fe, Pb dan Cr (Sembiring dan Sinaga, 2003).
Tujuan dari penelitian ini untuk mengetahui sejauhmana lidah mertua dapat dimanfaatkan sebagai adsorbent logam berat dengan menganalisis pengaruh faktor waktu kontak dan pH terhadap penurunan logam berat Pb, Fe dan Cr.
2. METODOLOGI Bahan
Limbah cair dari Industri batik Gunung Pati Semarang, lidah mertua, Aquades, NaOH, isopropil alkohol, HNO3.
Alat Alat yang digunakan antara lain alat pecah
belah laboratorium, neraca digital, ayakan 100
mesh, kertas saring, oven, pH meter, magnetic stirer, spektrofotometer serapan atom Prosedur Kerja
Pembuatan Adsorben Lidah Mertua Adsorben lidah mertua dibuat dengan cara
lidah mertua dicuci dengan air sampai bersih kemudian dipotong dadu dengan ukuran 1 cm x 1 cm. Potongan lidah mertua direndam dengan larutan isopropil alkohol dengan lama waktu perendaman 24 jam. Setelah direndam dengan isopropil alkohol, lidah mertua dicuci kembali menggunakan aquades dan dikeringkan selama 24 jam menggunakan oven. Lidah mertua yang telah kering dicampur dengan larutan NaOh 3%. Kemudian dilakukan pencucian lagi menggunakan aquades dan dilanjutkan pencucian menggunakan HNO3 0,01M. Langkah selanjutnya adalah pengeringan pada suhu 100 oC menggunakan oven dalam waktu 24 jam.
Karakterisasi Adsorben Lidah Mertua
Bahan yang digunakan sebagai adsorben harus sesuai dengan baku mutu yang ada di SNI dengan Nomor 06.3730.1995 tentang baku mutu adsorben meliputi rendemen adsorbent yang terbentuk, kadar air adsorbent, kadar abu adsorbent, daya serap iodium adsorbent. Persamaan yang digunakan untuk menentukan besar rendemen antara lain : Rendemen = massa adsorben setelah dikeringkan x 100% ……1) Massa lidah mertua mula-mula
Analisis Kadar Air 5 gram lidah mertua yang dudah dikeringkan diletakkan dalam cawan porselen, kemudian dipanaskan dalam oven pada suhu 105oC dalam waktu 6 jam. Hasil pengeringan kemudian diletakkan dalam desikator. Untuk menentukan kadar air digunakan persamaan sebagai berikut : % kadar air = A1-A2 x 100 %......................2) A Keterangan : A : berat lidah mertua mula-mula (g) A1 : berat lidah mertua + cawan sebelum dikeringkan A2 : berat lidah mertua + cawan setelah dikeringkan Analisis Kadar Abu
Pemanfaatan Lidah Mertua… (Harianingsih dan Maharani)
42
Sebanyak 5 gram adsorben lidah mertua diletakkan dalam cawan porselen kemudian dipanaskan dalam suhu 105oC pada oven dalam kurun waktu 9 jam. Lidah mertua yang sudah kering dibakar dalam furnace 600oC dalam waktu 180 menit. Hasil pembakaran pada furnace kemudian ditimbang. Untuk menentukan kadar abu digunakan persamaan sebagai berikut :
% Kadar Abu : Berat abu (g) x 100%...........3) Berat lidah mertua (g) Pengaruh Waktu Kontak Terhadap Penurunan Kadar Logam Berat
Adsorben lidah mertua hasil dari pengeringan ditimbang sebanyak 10 gram, dilarutkan ke dalam 200 ml larutan limbah batik yang berasal dari pengrajin batik di Gunungpati Semarang. Adsorben lidah mertua dikontakkan dengan larutan limbah batik dengan variasi waktu kontak 30 menit, 60menit, 90menit, 120menit dan 150 menit. Campuran diputar menggunakan magnetik stirer dalam waktu 30 menit dengan percepatan putara 200 rpm. Larutan adsorbent disaring menggunakan penyaring vakum kemudian filtrat hasil saringan diukur kadar logam beratnya (Fe, Pb dan Chrom) menggunakan spektrofotometer AAS.
Pengaruh pH Terhadap Penurunan Kadar Logam Berat
Adsorben lidah mertua yang telah jadi ditimbang dengan massa 10 gram, kemudian dilarutkan dalam larutan limbah batik 200 ml dengan ditambahkan NaOH sehingga larutan batik mempunyai variasi pH 2,3,4,5,6. Kemudian diputar menggunakan magnetik stirer selama 30 menit dengan kecepatan putaran 200 rpm. Setelah itu disaring dan filtrat diukur kadar logam beratnya menggunakan spektrofotometer serapan atom. 3. HASIL DAN PEMBAHAS AN
Karakterisasi Adsorben Lidah Mertua
Hasil uji kualitas adsorben secara rinci disajikan pada tabel 1. Tabel 1. Standar Baku Adsorben Parameter Standar Mutu
SNI No. 06.3730.1995
Hasil Analisis
Rendemen - 83%
Kadar Air maksimum 15%
9%
Kadar Abu maksimum 10%
5%
Daya Serap Iodium
minimal 750 mg/g
754,36 mg/g
Berdasarkan hasil analisis standar baku mutu adsorben lidah mertua yang tersaji pada tabel 1, memperlihatkan bahwa kualitas adsorben dari lidah mertua telah memenuhi syarat SNI No. 06.3730.1995, meliputi pengujian jumlah rendemen sebesar 83%, kadar air air di bawah standar SNI juga sebesar 9%, kadar abu dibawah standar SNI sebesar 5%, daya serap iodium 754,36 mg/g.
Pengaruh Waktu Kontak Terhadap Kadar Logam Berat
Pada penelitian yang telah dilakukan, diperoleh data hubungan antara waktu kontak dengan penurunan kadar Fe, Pb, Cr.Gambaran data dapat dilihat pada gambar 1.
Gambar 1. Grafik pengaruh waktu kontak terhadap penurunan kadar logam berat
Pada Gambar 1 menunjukkan bahwa optimasi proses yang dilakukan menggunakan variasi waktu kontak 30 menit, 60menit, 90menit,120 menit dan 150 menit dengan mengontakkan adsorben lidah mertua dengan limbah batik yang mengandung logam berat Fe, Pb, Cr. Semakin lama waktu kontak logam berat yang diserap semakin banyak. Pada waktu kontak 150 menit diperoleh prosentase penurunan kadar Fe sebesar 42,17%, penurunan kadar Pb sebesar 51,01 % dan penurunan logam Cr sebesar 45,57%.
Inovasi Teknik Kimia . Vol. 4, No.1, April 2019, Hal 40-43 ISSN 2527-614X, e-ISSN 2541-5891
Fakultas Teknik-UNIVERSITAS WAHID HASYIM SEMARANG 43
Pada kondisi ini adsorben lidah mertua berperan mengadsorbsi logam berat Fe, Pb dan Cr, dimana gugus OH- dari NaOH berinteraksi secara maksimal dengan ion Fe, Pb dan Cr. Hal ini sesuai dengan teori dari Safrianti, dkk ( 2011) yang menyatakan bahwa semakin lama waktu kontak maka ion logam berat yang terserap semakin banyak sehingga prosentase penurunan kadar logam berat lebih besar. Proses adsorpsi juga dipengaruhi oleh pH proses penyerapan oleh lidah mertua dan logam berat. Hal ini dapat dilihat pada gambar 2.
Gambar 2. Grafik Pengaruh pH terhadap prosentase penurunan kadar logam
berat (%)
Grafik pengaruh pH terhadap prosentase penurunan kadar logam memperlihatkan bahwa semakin tinggi pH maka semakin besar juga penurunan kadar logam berat. pH mempengaruhi gugus-gugus fungsional dari dinding biomassa yang berperan aktif dalam penyerapan logam berat. Pada pH 6 diperoleh prosentase penurunan kadar logam berat yaitu Fe sebesar 43,7%, Pb sebesar 51,11% dan Cr sebesar 47,23%. Penurunan kadar logam berat ini sesuai dengan penelitian yang dilakukan oleh Baidho dkk (2013) yang menyebutkan bahwa kapasitas adsorbsi cenderung rendah pH dan tinggi pada pH tinggi. Pada pH rendah terjadi kompetisi antara Fe2+, Pb2+ dan Cr2+
dengan ion H+ untuk berikatan dengan permukaan adsorben lidah mertua yang memiliki situs negatif. Sedangkan pada pH tinggi terjadi endapan Fe(OH)2, Pb(OH)2 dan Cr(OH)2. 4. KESIMPULAN Pada penelitian ini diperoleh kesimpulan antara lain :
a. Waktu kontak optimum pada 150 menit dengan penurunan kadar logam berat Fe sebesar 42,17%, penurunan kadar Pb sebesar 51,01 % dan penurunan logam Cr sebesar 45,57%.
b. PH optimum pada pH 6 diperoleh prosentase penurunan kadar logam berat yaitu Fe sebesar 43,7%, Pb sebesar 51,11% dan Cr sebesar 47,23%.
DAFTAR PUSTAKA
Andreas, dkk., 2004. Penurunan Kadar Besi oleh Media Zeolit Alam Secara Kontinyu. Laporan Penelitian Jurusan Teknik Lingkungan ITS.
Asip, dkk., 2003. Uji efektifitas Cangkang Telur dalam Mengadsorpsi Ion Fe dengan Proses Batch. Jurnal Teknik Kimia, 3(2):1-5.
Baido, dkk., 2013. Adsorpsi Logam Berat Pb dalam Larutan Menggunakan Senyawa Xanthar Jerami. Prosiding SNST Universitas Wahid Hasyim.
Etana, 2014. Studi Penurunan Kadar Fe pada Limbah Batik dengan Sistem Purifikasi Menggunakan Adsorben Nanopartikel Magnetik. Prosiding Ilmiah HFI.
Hunger, K., 2003. Industryal Dyes. Germany : Wiley.
Kurnia, M., dkk., 2016. Potensi Jerami Sebagai Adsorben Logam Timbal Pada Limbah Cair Batik Sidokare. Jogjakarta : Lentera.
Safrianti, I., Wahyuni, 2012. Adsorbsi Timbal Oleh Selulosa Jerami Padi Teraktivasi Asam Nitrat : Pengaruh pH dan Waktu Kontak. Jurnal Kimia, 1(1): 1-7.
Sasongko, D., P., 2010. Identifikasi Unsur Kadar Logam Berat Pada Limbah Pewarna Batik dengan Metode Analisis Pengaktifan Neutron. Jurnal Ilmu Pengetahuan dan Teknologi, 2(7):22-27.
Sembiring dan Sinaga, 2003. Arang Aktif : Pengenalan dan Proses Pembuatannya. Laporan Penelitian Teknik Industri . Universitas Sumatera Utara.
Wediyanto, A., 2007. Standar Operasional Prosedur Budidaya Krisan Potong. Direktorat Budidaya Tanaman Hias. Jakarta.
Inovasi Teknik Kimia . Vol. 4, No.1, April 2019, Hal 1-6 ISSN 2527-614X, e-ISSN 2541-5891
Fakultas Teknik-UNIVERSITAS WAHID HASYIM SEMARANG 1
UJI AKTIVITAS FOTOKATALIS TIO 2 DOPAN-N KOMBINASI ZEOLIT PADA PENGOLAHAN LIMBAH FARMASI
Achmad Wildan* dan Erlita Verdia Mutiara
Sekolah Tinggi Ilmu Farmasi “Yayasan Pharmasi” Semarang, Indonesia *Email : [email protected]
Abstrak
Titanium dioksida (TiO2) adalah senyawa yang sering digunakan pada proses fotokatalisis, untuk lebih meningkatkan aktivitas fotokatalis TiO2 dapat dilakukan dengan penambahan dopan Nitrogen dari urea, selain itu digunakan pula kombinasi TiO2 dengan suatu adsorben seperti zeolit yang ditambahkan diharapkan dapat mencegah terjadinya rekombinasi electron-hole sehingga aktivitas fotokatalisis dalam mendegradasi senyawa organik dan mereduksi senyawa anorganik lebih efektif dan optimal. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh keberadaan senyawa zeolit, serta lama penyinaran terhadap efektivitas proses fotodegradasi siprofloksasin yang terkatalisis TiO2 Dopan-N zeolit dengan adanya ion Cu(II). Penelitian menggunakan reaktor tertutup, pengaduk magnetik dan lampu tungsten sebagai sumber sinar tampak. Penelitian tersebut menunjukkan hasil terjadinya peningkatan siprofloksasin yang terdegradasi dengan waktu penyinaran yang semakin lama. Peningkatan ini disebabkan karena terjadinya peningkatan jumlah radikal •OH yang dihasilkan TiO2. Variasi penambahan senyawa zeolit menunjukkan semakin besar perbandingan komposisi TiO2-N : Zeolit, fotodegradasi siprofloksasin mengalami kenaikan. Kondisi optimal pada proses fotokatalisis yang menghasilkan fotodegradasi siprofloksasin paling efektif yaitu, larutan 50 mg/L sebanyak 25 ml, dengan waktu penyinaran 100 menit dan perbandingan TiO2-N dan Zeolit adalah 35 : 1. Pada kondisi tersebut jumlah siprofloksasin yang mengalami fotodegradasi sebesar 85,49% dan jumlah ion Cu(II) yang mengalami proses reduksi sebesar 92,79%. Kata kunci : : Fotokatalis TiO2, Ion Tembaga, Siprofloksasin, Spektrofotometer
1. PENDAHULUAN
Limbah zat anorganik seperti logam berat merupakan limbah berbahaya, contoh logam berat yang sering ditemukan yaitu ion logam Cu(II) (Slamet dkk., 2003). Ion Cu(II) dalam jumlah lebih dari 1 mg/L akan berdampak buruk bagi manusia yaitu menyebabkan cirhosis hati (Palar, 1994), sedangkan limbah dengan kandungan senyawa organik seperti residu amoksisilin dapat memicu beberapa reaksi alergi dan menyebabkan resistensi antibakteri pada mikroorganisme (Halling-Sorensen dkk., 1998), sehingga diperlukan metode alternatif untuk mendegradasi senyawa organik dan mereduksi senyawa anorganik agar senyawa tersebut menjadi tidak toksik.
Metode pengolahan limbah yang relatif baru dan menarik perhatian adalah metode fotokatalisis, Fotokatalis adalah bahan yang dapat meningkatkan laju reaksi reduksi oksidasi yang diinduksi oleh cahaya. Kelebihan metode fotokatalisis dengan TiO2 yaitu dapat mendegradasi senyawa organik dan mereduksi senyawa anorganik menjadi komponen-komponen sederhana dan lebih aman, ekonomis, ramah lingkungan, dan memiliki
serapan di wilayah sinar UV (Permatasari dkk., 2015). Dalam proses fotoreduksi terkatalisis TiO2, ion Cu(II) akan tereduksi dengan adanya elektron yang dilepaskan dari reaksi fotokatalis setelah menyerap energi foton, membentuk logam Cu yang tidak beracun dan stabil, selain itu metode ini mudah dilakukan, dan tidak memerlukan biaya yang besar. Fotokatalis jika disinari dengan panjang gelombang antara 100-400 nm elektron akan teraktivasi dari pita valensi menuju pita konduksi sehingga menyebabkan terbentuknya hole (muatan positif) pada pita valensi berinteraksi dengan H2O membentuk radikal OH yang bersifat sebagai oksidator kuat sehingga akan mendegradasi senyawa organik dan elektron pada pita konduksi (muatan negatif) yang berguna untuk mereduksi senyawa anorganik (Perdana dkk., 2014).
Pasangan elektron ini bersifat tidak stabil dan dapat terjadi rekombinasi dengan melepaskan panas, karena itu diperlukan senyawa yang dapat menjaga kesetimbangan muatan dalam sistem dengan cara mereduksi dan mencegah rekombinasi electron-hole dengan menambahkan doping pada semikonduktor fotokatalis. Menurut Riyani
Uji Aktivitas Fotokatalis … (Wildan dan Mutiara)
2
dkk., (2012) nitrogen memiliki stabilitas yang tinggi ketika di doping kedalam TiO2. Dengan demikian pada penelitian ini dilakukan sintesis TiO2 dopan-N untuk meningkatkan aktivitas fotokatalis.
Zeolit merupakan mineral yang terdiri dari kristal alumiosilikat terhidrasi yang mengandung kation alkali atau alkali tanah dalam kerangka tiga dimensinya. Zeolit merupakan kristal alumina-silika yang mempunyai struktur berongga atau berpori dan mempunyai sisi aktif yang bermuatan negatif yang mengikat secara lemah kation penyeimbang muatan.
Zeolit terdiri atas gugusan alumina dan gugusan silika-oksida yang masing–masing berbentuk tetrahedral dan saling dihubungkan oleh atom oksigen sedemikian rupa sehingga membentuk kerangka tiga dimensi. Aktivitas dari fotokatalis dapat ditingkatkan dengan mengembankan fotokatalis dalam suatu pengemban. Pengemban yang banyak digunakan yaitu zeolit karena zeolit merupakan batuan alam yang memiliki pori-pori besar dan permukaan yang relatif luas
Pada penelitian ini, digunakan kombinasi fotokatalisis TiO2 Dopan-N dengan Zeolit. Tujuan dari kombinasi ini adalah untuk meningkatkan kemampuan recurs katalis (Asahi, R. dkk 2001). 2. METODOLOGI
Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah TiO2 (Merck), siprofloksasin (Brataco), Urea, CuSO4..5H2O., zeolit, NaOH, H2SO4 (p) yang semuanya buatan Merck, akuades, dan kertas saring Whatman 42. Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi reaktor fotokatalitik, pengaduk magnetik merk Spinbar dan lampu tungsten 45 watt merk VDR. Alat gelas laboratorium dan instrumen yang digunakan meliputi beaker glass, pipet volum,erlenmeyer, labu takar, corong kaca, neraca analitik, spektrofotometer serapan atom merk Perkin Elmer no seri 3110, dan spektrofotometer UV mini-1240. Proses fotodegradasi yang terkatalisis TiO2 Dopan-N dilakukan dengan sistem batch dalam reaktor tertutup yang dilengkapi dengan lampu tungsten dan plat pengaduk magnetik. Proses fotodegradasi dilakukan dengan cara menyinari campuran yang terdiri dari larutan siprofloksasin dengan konsentrasi 50 mg/L sebanyak 25 ml, kemudian ditambah dengan larutan ion logam Cu(II) sebanyak 25 mL, dan
ditambahkan fotokatalis TiO2-N sehingga diperoleh suspensi.. Erlenmeyer ditutup dengan plastik transparan kemudian disinari dengan lampu tungstein disertai pengadukan selama 20, 40, 60, 80 dan 100 menit. Selanjutnya melakukan variasi Perbandingan TiO2 Dopan-N dan zeolit yaitu 25 : 1, 30 : 1, 35 : 1 dengan penimbangan TiO2-N sebesar 125 mg, 150 mg dan 175 mg dan penimbangan zeolit sebesar 5 mg sehingga diperoleh suspensi Untuk memperoleh filtrat dari suspensi tersebut dilakukan penyaringan dengan kertas whatman. Selanjutnya filtrat dianalisis dengan alat spektrofotometer UV untuk menentukan konsentrasi siprofloksasin yang tidak terdegradasi dan alat Spektrofotometer Serapan Atom (SSA) untuk menentukan konsentrasi ion logam Cu(II) yang tidak tereduksi. 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui pengaruh keberadaan senyawa zeolit, serta lama penyinaran terhadap efektivitas proses fotodegradasi siprofloksasin yang terkatalisis TiO2 Dopan-N zeolit dengan adanya ion Cu(II).
Siprofloksasin sisa yang tidak terdegradasi ditentukan melalui pengukuran dengan Spektrofotometer UV. Hasil proses fotodegradasi dinyatakan dalam persen (%) siprofloksasin yang mengalami degradasi yang diperoleh dari perhitungan selisih jumlah massa siprofloksasin mula-mula dengan jumlah siprofloksasin sisa.
Proses pengukuran terhadap konsentrasi siprofloksasin diawali dengan proses mencari panjang gelombang maksimal dari senyawa siprofliksasin. Proses ini mempunyai tujuan dalam penentuan panjang gelombang yang diperoleh dapat menghasilkan serapan yang maksimal dan memenuhi hukum lambert beer. Dari hasil proses scanning yang dilakukan diperoleh nilai serapan siprofloksasin yang maksimal terdapat pada panjang gelombang 272,9 nm.
Dilanjutkan dengan pembuatan kurva baku siprofloksasin. Kurva baku diperoleh dari pembuatan larutan siprofloksasin pada deret konsentrasi tertentu yaitu 3, 4, 5, 6, 7 dan 8 mg/L. Masing-masing dari larutan tersebut diukur absorbansinya dengan spektrofotometer UV pada panjang gelombang 272,9 nm. Setelah data absorbansi diperoleh dilanjutkan dengan pembuatan kurva hubungan antara konsentrasi (x) dengan absorbansi (y). Pada gambar 1
Inovasi Teknik Kimia . Vol. 4, No.1, April 2019, Hal 1-6 ISSN 2527-614X, e-ISSN 2541-5891
Fakultas Teknik-UNIVERSITAS WAHID HASYIM SEMARANG 3
menunjukkan kurva regresi linier dari baku siprofloksasin.
Gambar 1. Kurva Baku Siprofloksasin
Berdasarkan kurva baku siprofloksasin
gambar 1, dapat diketahui persamaan linear yang digunakan untuk menghitung konsentrasi siprofloksasin sisa yang tidak terdegradasi dengan y= 0,0835x + 0,0191.
Parameter pengaruh lama waktu penyinaran terhadap fotodegradasi siprofloksasin dan fotoreduksi ion Cu (II) dengan katalis TiO2-N kombinasi zeolit dilakukan dengan variasi waktu penyinaran yaitu 20, 40, 60, 80 dan 100 menit. Proses dilakukan melalui penyinaran campuran 25 mL larutan Cu (II) 100 mg/L, 25 mL larutan siprofloksasin 50 mg/L dan 125 mg serbuk fotokatalis TiO2-N yang dikombinasi dengan 5 mg serbuk Zeolit teraktivasi dalam reaktor tertutup. Jumlah katalis lebih besar dibandingkan dengan adsorben karena menurut penelitian sebelumnya dari Fogarty dkk. (2013) menyebutkan interaksi antara sinar visibel dan fotokatalis tidak maksimal yang disebabkan oleh jumlah adsorben yang lebih besar jumlahnya daripada foto katalis TiO2 sehingga membuat permukaan fotokatalis tidak merata. Sinar visibel yang berinteraksi dengan TiO2
menjadi sedikit terhalang oleh material adsorben yang lebih besar jumlahnya daripada material TiO2. Hasil pengaruh lama waktu penyinaran terhadap fotodegradasi siprofloksasin dapat dijelaskan pada tabel 1.
Tabel 1. Pengaruh Waktu penyinaran Fotokatalis TiO2-N kombinasi zeolit terhadap Fotodegradasi Siprofloksasin dengan adanya Ion Logam Cu (II)
Lama penyinaran
(menit) Siprofloksasin
terdegradasi (%) 20 27,74 40 53,31 60 71,06 80 83,56 100 89,88
Untuk memperoleh gambaran yang lebih jelas tentang pengaruh variasi waktu penyinaran terhadap fotodegradasi siprofloksasin maka dapat dilihat pada gambar 2.
Gambar 2. Kurva pengaruh Lama Penyinaran terhadap % Siprofloksasin
Terdegradasi
Dari gambar tersebut dijelaskan bahwa semakin lama waktu penyinaran maka semakin besar pula proses fotodegradasi siprofloksasin dan fotoreduksi ion Cu (II) yang terjadi. Dengan makin lamanya waktu penyinaran maka sinar foton yang meradiasi TiO2 semakin banyak, sehingga elektron yang tersedia di permukaan fotokatalis TiO2-N/Zeolit banyak. Semakin banyak elektron yang dihasilkan maka ion Cu(II) lebih banyak bereaksi dengan elektron tersebut. Jika banyak ion Cu(II) yang bereaksi dengan elektron maka dapat dipastikan bahwa penurunan konsentrasi ion Cu(II) dalam larutan semakin meningkat. Hole yang bereaksi dengan H2O untuk membentuk radikal ●OH juga semakin banyak. Apabila semakin banyak radikal ●OH yang terbentuk maka semakin besar pula siprofloksasin yang bereaksi dengannya dan konsentrasi siprofloksasin dalam larutan juga akan semakin menurun.
Fotodegradasi siprofloksasin menggunakan fotokatalis TiO2-N/Zeolit terjadi melalui proses adsorpsi siprofloksasin ke permukaan partikel
Uji Aktivitas Fotokatalis … (Wildan dan Mutiara)
4
fotokatalis yang secara simultan disertai dengan proses oksidasi fotokatalitik terhadap siprofloksasin. Adanya dopan N dalam TiO2 meningkatkan aktivitas fotokatalitik di daerah sinar tampak. Semakin lama waktu penyinaran juga, maka proses adsorpsi akan berjalan kontinu, hingga mencapai kondisi maksimum dimana adsorpsi terjadi kesetimbangan sehingga degradasi cenderung stabil mendekati 100%. Reaksi degradasi siprofloksasin :
N
COOH
O
F
N
NH
N
COOH
O
F
NH
N
COOHF
NH2
O
H2C
H2C
NH2
Siprofloksasin
H3O+ +
Siprofloksasin Depiperazin
dealkilasi
Gambar 3. Mekanisme Degradasi Siprofloksasin
Degradasi merupakan suatu reaksi kimia
yang secara bertahap mengubah senyawa makromolekul menjadi senyawa yang lebih sederhana. Gambar 18 menunjukkan bahwa reaksi degradasi siprofloksasin terjadi karena terbentuknya cincin 7-amine, kemudian bagian yang mengandung gugus amina akan mengalami dealkilasi membentuk produk degradasi siprofloksasin yaitu siprofloksasin de piperazin. Apabila reaksi berjalan sempurna maka siprofloksasin akan terdegradasi menjadai molekul CO2 dan H2O.
Demikian pula dengan proses fotoreduksi ion Cu (II). Hasil fotoreduksi ion Cu (II) yang diperoleh ditunjukkan pada tabel 2. Tabel 2. Pengaruh Waktu penyinaran
terhadap Fotoreduksi Ion Cu (II) dengan Katalis TiO2-N kombinasi zeolit dengan Keberadaan Siprofloksasin
Waktu penyinaran
(menit) Ion Logam Cu(II)
Tereduksi (%) 20 63,37 40 67,79 60 77,81 80 84,66 100 92,65
Dari tabel di atas maka % ion Cu (II) yang tereduksi dengan berbagai variasi waktu penyinaran dapat diperjelas dengan gambar 4.
Gambar 4. Kurva Pengaruh Lama Penyinaran terhadap % Cu Tereduksi
Pada gambar dapat ditunjukkan bahwa pada
waktu penyinaran 20 sampai dengan 100 menit terjadi peningkatan proses fotoreduksi ion Cu (II) disebabkan karena semakin lama juga kontak antara fotokatalis TiO2-N/Zeolit dengan energi foton dari sinar lampu maka semakin banyak elektron yang tersedia di permukaan fotokatalis TiO2. Semakin banyak ion Cu (II) yang bereaksi dengan elektron maka dapat dipastikan bahwa penurunan konsentrasi ion Cu (II) dalam larutan semakin meningkat. Penentuan ion Cu (II) yang tersisa setelah proses fotoreduksi dapat dilihat dengan Spektrofotometer Serapan Atom (SSA). Ion Cu (II) yang tersisa dari hasil fotoreduksi diubah menjadi atom dalam SSA sehingga dapat dianalisis dengan metode ini.
Untuk mengetahui pengaruh penambahan zeolit pada katalis TiO2-N digunakan perbandingan 10:0, 15:1, dan 20:1. Percobaan dilakukan pada kondisi 50 mL larutan siprofloksasin 50 mg/L, 25 mL larutan ion logam Cu(II) 100 mg/L masing-masing erlenmeyer ditambah 125 mg TiO2-N dengan zeolit 5mg (25:1), 150 mg TiO2-N dengan zeolit 5mg (30:1) dan 175 mg TiO2-N dengan zeolit 5 mg (35:1) diaduk dengan magnetic stirer dengan penyinaran lampu tungsten dalam reaktor tertutup selama 100 menit.
Persen siprofloksasin yang terdegradasi dengan fotokatalis TiO2 yang dikombinasi dengan zeolit hasilnya dapat dilihat pada tabel 3.
Inovasi Teknik Kimia . Vol. 4, No.1, April 2019, Hal 1-6 ISSN 2527-614X, e-ISSN 2541-5891
Fakultas Teknik-UNIVERSITAS WAHID HASYIM SEMARANG 5
Tabel 3. Data rata-rata pengaruh variasi massa katalis TiO2 dikombinasi dengan zeolit terhadap fotodegradasi siprofloksasin (3x replikasi)
massa TiO2 : zeolit
siprofloksasin terdegradasi (%)
25 : 1 71,93 30 : 1 77,53 35 : 1 85,49
Untuk memperoleh gambaran yang lebih
jelas tentang pengaruh variasi massa katalis TiO2 dikombinasi dengan zeolit terhadap degradasi siprofloksasin dapat dilihat pada gambar berikut ini.
Gambar 5. Pengaruh variasi massa TiO2
dengan kombinasi zeolit terhadap fotodegradasi Siprofloksasin
Pada gambar 5 dapat disimpulkan bahwa
ada pengaruh penambahan zeolit terhadap fotokatalis TiO2-N dalam mendegradasi siprofloksasin. Hal ini dapat dilihat dari hasil perbandingan massa katalis tersebut yaitu semakin besar konsentrasi zeolit yang digunakan maka persen siprofloksasin yang terdegradasi semakin banyak.
Hal ini disebabkan karena senyawa zeolit berfungsi sebagai hole scavenger yang mengikat elektron pada pita konduksi sehingga terjadi pemisahan muatan, karena adanya pemisahan muatan menyebabkan terbentuknya radikal •OH dan reaksi secara fotokimia oleh sinar foton, sehingga radikal yang terbentuk dapat juga menghambat terjadinya rekombinasi (Hoffman dkk 1995). Semakin banyak radikal •OH yang dihasilkan maka reaksi fotodegradasi siprofloksasin dengan adanya ion logam Cu (II) semakin efektif dan jumlah siprofloksasin yang terdegradasi semakin banyak.
TiO2 – N + hv hole (h+) + e- h+ + H2O H3O+
Menurut Lestari (2009), semakin banyak fotokatalis yang digunakan dibandingkan dengan adsorben maka waktu kontak antara fotokatalis dengan adsorben semakin besar sehingga hasil jumlah degradasi oleh katalis menjadi semakin tinggi.
Hasil fotoreduksi ion logam Cu(II) dengan fotokatalis TiO2 kombinasi zeolit hasilnya dapat dilihat pada tabel 4.
Tabel 4. Data rata-rata pengaruh variasi
massa TiO2 kombinasi zeolit terhadap fotoreduksi ion Cu(II) (3x replikasi)
Massa TiO2 : zeolit
Ion logam Cu (II) tereduksi (%)
25 : 1 79,49 30 : 1 87,05 35 : 1 92,79
Pada tabel 5, persen ion logam Cu(II) yang
tereduksi pada berbagai massa fotokatalis TiO2 dengan kombinasi zeolit dapat diperjelas melalui gambar 6.
Gambar 6. Pengaruh variasi massa TiO2
dengan kombinasi zeolit terhadap fotoreduksi ion Cu(II)
Hasil fotoreduksi ion logam Cu (II) juga
mengalami peningkatan seiring dengan meningkatnya massa TiO2-N yang ditambahkan seperti yang terlihat pada gambar 19. Hal ini terjadi karena kenaikan massa TiO2-N selain meningkatkan jumlah radikal •OH yang dihasilkan juga akan meningkatkan jumlah elektron yang dapat mereduksi ion logam Cu (II), sehingga jumlah ion logam Cu (II) yang tereduksi semakin banyak.
Hal ini terjadi karena penambahan massa zeolit maka zeolit yang dapat berikatan dengan ion Cu(II) dan akan membentuk kompleks dengan ion Cu(II), zeolit akan menghambat terjadinya rekombinasi electron-hole, sehingga banyak elekton yang sampai ke permukaan
Uji Aktivitas Fotokatalis … (Wildan dan Mutiara)
6
katalis dan menyebabkan ion Cu(II) lebih banyak tereduksi.
Penambahan zeolit dapat meningkatkan proses fotoreduksi ion Cu(II) seperti dalam penelitian Chen dkk (2008) yang menyatakan bahwa elektrolisis tanpa penambahan pengompleks mempunyai nilai potensial katoda sebesar + 0,340 volt, sedangkan nilai potensial katoda untuk elektrolisis dengan penambahan pengompleks zeolit sebesar +0,895 V. Nilai potensial katode degan pengompleks apabila dibandingkan dengan nilai potensial katoda tanpa pengompleks, menjadi lebih tinggi dan menunjukan bahwa kemampuan reduksi ion tembaga dengan adanya pengompleks menjadi lebih besar, hal ini berpengaruh pada harga potensial sel. 4. KESIMPULAN
a. Adanya pengaruh penggunaan Zeolit terhadap proses fotodegradasi siprofloksasin dan fotoreduksi ion Cu (II) yang terkatalisis TiO2 Dopan-N
b. Adanya pengaruh lama penyinaran terhadap fotodegradasi siprofloksasin dan fotoreduksi ion Cu (II).
c. Adanya pengaruh perbandingan senyawa zeolit dan katalis TiO2-N terhadap proses fotodegradasi siprofloksasin dan fotoreduksi ion Cu (II) .
d. Kondisi reaksi yang menghasilkan proses fotodegradasi siprofloksasin paling optimum yaitu lama penyinaran 100 menit dan perbandingan TiO2 dan zeolit adalah 35 : 1 .
DAFTAR PUSTAKA Asahi,R., Morikawa, T., Ohwaki, T., Aoki, K.,
Taga,Y. 2001. Visible Light Photocatalysis in Nitrogen-Doped Titanium Dioxide. Science.293 : 269-271
Budavari, S. 1989. The Merck Index: An Encyclopedia of Chemicals, Drugs, and Biological. New Jersey: Merck & Co. Inc.
Chen, X. and Burda, C. 2008. The Electronic Origin of The Visible-Light Absorption Properties of C-, N- and S-Doped TiO2 Materials. J. Am. Chem. Soc. 15: 5018-5019
Damayanti, C. A., Wardhani, S., dan Purwonugroho, D. 2014. Pengaruh Konsentrasi TiO2 dalam Zeolit Terhadap Degradasi Methylen Blue Secara Fotokatalitik. Universitas Brawijaya.
Fogarty, C. 2013. Photocatalytic Oxidation of Ciprofloxacin Under UV-LED Light.Worcester Polytechnic Intitute:1-40.
Gunlazuardi, J. 2001. Fotokatalisis pada Permukaan TiO2 : Aspek Fundamental dan Aplikasinya. Prosiding Seminar Nasional Kimia Fisika II: Kimia Fisika Sebagai Solusi Proses Kimia Industri dan Pelestarian Lingkungan. Jakarta: Kimia FMIPA-UI
Halling-Sorensen, B., Nors-Nielsen, S., Lanzky, P. F., Ingerslev, F., Holten-Lützhøft, H. C., dan Jørgensen, S. E. 1998. Occurrence, Fate, and Effects of Pharmaceutical Substances in the Environment. Chemosphere. 36. (2) : 357–393.
Hoffmann, M. R., Martin, S. T., Choi, W., dan Bahnemann, D. W. 1995. Environmental Applications of Semiconductor Photocatalysis. Chem. Rev. 95 : 69-96
Kokila,P., Senthilkumar, V., & Nazeer,K.P. 2011. Preparation and Photocatalytic Activity of Fe3+- Doped TiO2 Nanoparticles. Archives of Physics Research.2.(1) : 246-253
Lestari, D. N. 2009. Studi Preparasi dan Karakterisasi N-doped TiO2 dengan metode sol-gel menggunakan recursor Titanium Isopropoksida (TTIP) dan Diethylamin (DEA). Skripsi. Jakarta: Fakultas MIPA Universitas Indonesia
Pallar, H. 1994.Pencemaran dan Toksikologi Logam Berat. Jakarta : Rhineka Cipta.
Perdana, D. N., Wardhani, S., Khunur, M. 2014. Pengaruh Penambahan Hidrogen Peroksida (H2O2) Terhadap Degradasi Methylene Blue Dengan Menggunakan Fotokatalis ZnO-Zeolit. Kimia Student Journal. Vol. 2 : 576-582
Permatasari, S, O., Wardhani S., Darjito.2015. Studi Pengaruh Penambahan H2O2 Terhadap Degradasi Methyl Orange Menggunakan Fotokatalis TiO2-N. Kimia Student Journal.Vol.1 : 661-667.
Riyani, K., Setyaningtyas, T., Dwiasih, D.W. 2015. Sintesis dan Karakterisasi Fotokatalis TiO2-Cu. Molekul. Vol 10, No 2 : 104-111
Slamet, Syakur R., Danumulyo W. 2003. Pengolahan Limbah Logam Berat Chromium Cr(VI) dengan Fotokatalis TiO2. Makara TeknologiVol. 7. 1 April 2003.
Inovasi Teknik Kimia . Vol. 4, No.1, April 2019, Hal 1-6 ISSN 2527-614X, e-ISSN 2541-5891
Fakultas Teknik-UNIVERSITAS WAHID HASYIM SEMARANG 7