penyisihan minyak dan lemak limbah cair hotel...

Jurnal Teknik Lingkungan UNAND 9 (1) :13-25 (Januari 2012) ISSN 1829-6084

13

PENYISIHAN MINYAK DAN LEMAK LIMBAH CAIR HOTEL

MENGGUNAKAN SERBUK KULIT JAGUNG

REMOVAL OF OIL AND GREASE FROM HOTEL WASTEWATER

BY USING CORN HUSK POWDER

Suarni S. Abuzar, Reri Afrianita, Nindy Notrilauvia

Laboratorium Air Jurusan Teknik Lingkungan Universitas Andalas

Email: [email protected]

ABSTRAK

Limbah cair hotel mengandung beberapa parameter pencemar yang perlu diolah salah satunya adalah

parameter minyak dan lemak. Adsorpsi dapat dijadikan alternatif pengolahan limbah tersebut. Jenis adsorben

yang dapat digunakan diantaranya serbuk kulit jagung.Limbah kulit jagung banyak terdapat di Indonesia dan

belum optimal pemanfaatannya. Sehubungan dengan itu perlu dilakukan penelitian kemampuan serbuk kulit

jagung sebagai absorben dalam menyisihkan minyak dan lemak limbah cair hotel. Tujuan penelitian ini untuk

menganalisis kondisi optimum penyerapan minyak dan lemak pada larutan artifisial, penentuan persamaan

isoterm yang sesuai dan efisiensi dan kapasitas penyerapan serbuk kulit jagung pada limbah cair hotel.

Kandungan parameter minyak dan lemak dianalisis dengan metode ekstraksi gravimetri. Penelitian adsorpsi

dilakukan secara batch dengan variasi diameter, berat adsorben, waktu kontak, konsentrasi adsorbat, kecepatan

pengadukan dan pH adsorbat. Hasil percobaan optimasi pada sampel artifisial diperoleh kondisi diameter

terbaik pada 0,127-0,181 mm, berat adsorben 1,5 g, waktu kontak 90 menit, konsentrasi adsorbat 125 ppm,

kecepatan pengadukan 150 rpm dan pH adsorbat 5. Persamaan isoterm adsorpsi yang sesuai dengan proses

adsorpsi ini adalah isotherm Langmuir. Efisiensi penyerapan serbuk kulit jagung pada percobaan dengan

sampel asli sebesar 70,44% dengan kapasitas penyerapan sebesar 7 mg/g.

Kata Kunci: adsorpsi, limbah cair hotel, minyak dan lemak, serbuk kulit jagung

ABSTRACT

Hotel waste water contains some kind of pollutants which are necessary to be treated, for instance oil and

grease. Adsorption method is one of the treatment alternatives. Cornhusk is can to be used as one of the

adsorbents,in Indonesia there are many cornhusk waste that has not been utilized optimally. Regarding to that,

research for observing the capability of cornhusk as adsorbent in removing oil and grease was conducted to

hotel waste water. The aim of the research was to see the optimum condition of oil and grease adsorption in

artificial solution, to see the efficiency of cornhusk powder adsorpion in removing oil and grease in hotel waste

water and to determine the suitable isotherm for oil and grease removal from hotel waste water by using

cornhusk powder as adsorbent. Method used was batch system with variation of adsorbent diameter, adsorbent

weight, retention time, adsorbate concentration, mixing velocity, and the pH of adsorbate. Result showed the

range of best condition for adsorbent diameter was 0.127-0.181 mm, adsorbent weight was 1.5 gram, retention

time was 90 minutes, adsorbate concentration was 125 ppm, mixing velocity was 150 rpm, and pH of adsorbate

was 5. Langmuir isotherm was found suitable for this adsorption process. The efficiency of cornhusk powder on

experiments with real sample was 70,44% and the adsorption capacity was 7mg/g.

Keywords: adsorption, cornhusk powder, hotel waste water, oil and grease

mailto:[email protected]

Jurnal Teknik Lingkungan UNAND 9 (1) : 13-25 (Januari 2012) Suarni Saidi Abuzar, dkk

14

PENDAHULUAN

Minyak dan lemak merupakan salah satu

sumber pencemar dalam limbah cair hotel

yang belum tertangani dengan baik. Limbah

cair biasanya langsung dibuang ke badan air

sehingga akan menyebabkan pencemaran.

Masalah pencemaran lingkungan akibat

limbah cair hotel sudah lama diwaspadai.

Pemerintah Propinsi Sumatera Barat dalam

hal ini telah mulai bersikap tegas dengan

dikeluarkannya peraturan yang mengatur

penetapan baku mutu limbah cair bagi

kegiatan hotel. Parameter-parameter

pencemar limbah cair hotel yang telah

diatur oleh Surat Keputusan Gubernur

Sumatera Barat Nomor: 26 Tahun 2001

adalah BOD5, COD, TSS, pH, minyak dan

lemak, detergen, dan total coliform.

Minyak dan lemak adalah salah satu

kelompok golongan lipid, yaitu senyawa

organik yang terdapat di alam serta tidak

larut dalam air (Herlina, 2002). Kadar

maksimum minyak dan lemak yang boleh

dibuang ke perairan sebesar 5 mg/l (Surat

Keputusan Gubernur Sumatera Barat

Nomor: 26 Tahun 2001). Hasil penelitian

Auliani (2009), kandungan minyak dan

lemak limbah cair pada Hotel Pangeran

Beach Padang adalah 142 mg/l. Kesamaan

aktivitas antara Hotel Pangeran Beach

dengan Sebuah hotel di Kota Padang yang

menjadi studi kasus ini, mengindikasikan

bahwa pada hotel ini konsentrasi minyak

dan lemaknya juga tinggi. Tingginya

Kandungan minyak dan lemak dalam air

dapat merusak ekosistem perairan. Oleh

karena itu, minyak dan lemak dari limbah

cair harus diolah terlebih dahulu sebelum

dibuang ke perairan.

Salah satu cara untuk

mengolah/menyisihkan minyak dan lemak

menggunakan proses adsorpsi. Adsorpsi

adalah proses fisika dan/atau kimia dimana

substansi terakumulasi atau terkumpul pada

lapisan permukaan adsorben atau

merupakan proses penyerapan senyawa-

senyawa, ion-ion atau molekul-molekul

pada permukaan zat padat. Komponen

utama dalam proses adsorpsi adalah

adsorben (zat penyerap) dan adsorbat (zat

yang diserap) (Reynolds, 1996).

Jenis adsorben yang bisa digunakan antara

lain karbon aktif, debu terbang (fly ash),

rumput/lumut, serbuk kayu, kayu, debu

kasar, ampas tebu, kulit jagung, dan

sebagainya. Kulit jagung merupakan salah

satu adsorben yang termasuk dalam

kelompok adsorben yang ekonomis, hal ini

karena kulit jagung mudah ditemukan serta

sering terbuang percuma atau belum

optimal dimanfaatkan. Pemanfaatan sebuk

kulit jagung sebagai adsorben telah

digunakan dalam penelitian Mardona

(2007) penyisihan logam Cr(VI), Sari

(2007) penyisihan logam Fe, dan Oktavia

(2008) penyisihan logam Mn dengan

kapasitas penyisihan masing-masing

sebesar 7,384 mg Cr(VI)/g serbuk kulit

jagung, 2,341 mg Fe/g serbuk kulit jagung

dan 0,053 mg Mn/gserbuk kulit jagung.

Effisiensi dan kapasitas penyisihan kulit

jagung sebagai adsorben dalam

menyisihkan minyak dan lemak belum ada

referensi yang menggambarkan hal

tersebut, sehubungan dengan itu dilakukan

penelitian untuk mengetahui kemampuan

kulit jagung sebagai adsorben dalam

menyisihkan minyak dan lemak pada

limbah cair hotel.

Penyisihan Minyak dan Lemak Limbah Cair Hotel Menggunakan Serbuk Kulit Jagung

15

Faktor yang mempengaruhi laju dan

besarnya adsorpsi adalah luas permukaan

adsorben, ukuran partikel, jumlah adsorben,

jenis adsorbat, konsentrasi adsorbat,

perlakuan pendahuluan terhadap adsorben,

pH, kecepatan pengadukan dan waktu

kontak (Wijaya, 2008).

Mekanisme adsorpsi mempunyai empat

tahapan antara lain (Reynolds, 1996):

1. Transfer molekul-molekul adsorbat

menuju lapisan film yang mengelilingi

adsorben;

2. Difusi adsorbat melalui lapisan film;

3. Difusi adsorbat melalui kapiler atau pori-

pori dalam adsorben dan

4. Adsorpsi adsorbat pada dinding kapiler

atau permukaan adsorben.

Efisiensi penyisihan (E) merupakan

penurunan konsentrasi minyak dan lemak

oleh serbuk kulit jagung. Efisiensi

penyisihan dinyatakan dengan rumus:

%100

inC

outCinCE ...................................(1)

Dimana:

E = Penyisihan (%);

Cin = Konsentrasi minyak dan lemak pada

larutan awal (mg/l);

Cout = Konsentrasi minyak dan lemak pada

larutan saat kesetimbangan (mg/l).

Kapasitas penyerapan merupakan besarnya

kemampuan serbuk kulit jagung dalam

menyerap kontaminan dalam larutan

adsorbat. Kapasitas penyerapan dinyatakan

dalam mg Minyak lemak/g serbuk kulit

jagung. Kapasitas penyerapan dinyatakan

dalam mg minyak dan lemak/g kulit jagung.

Kapasitas penyerapan ditentukan dengan

menggunakan rumus :

m

VΧCinΧ

E

100 ……………………………...(2)

Dimana:

E = Penyisihan (%)

Cin = Konsentrasi COD pada larutan saat

awal (mg/L)

V = Volume larutan yang digunakan (L)

M = Berat adsorben yang digunakan

(gram)

Penentuan isotherm adsorpsi digunakan

untuk menentukan performa penyerapan

atau model kesetimbangan yang membantu

menganalisis karakteristik adsorpsi berupa

kapasitas dan mekanisme proses biosorpsi

(Ahalya, et al, 2005). Persamaan isotherm

yang digunakan untuk menentukan

performa penyerapan adsorben pada proses

adsorbsi adalah Freundlich dan Langmuir.

Persamaan Isoterm adsorpsi Freundlich

dapat ditulis sebagai berikut (Metcalf and

Eddy, 2004):

……………………………(3)

Dimana:

x/m = Massa substansi yang diadsorpsi

(adsorbat) per massa adsorben (mg/g)

Kf = Faktor kapasitas Freundlich

Ce = Konsentrasi akhir adsorbat saat

kesetimbangan setelah adsorpsi (mg/l)

1/n = Intensitas Parameter Freundlich

(x/m) merupakan fungsi dari konsentrasi

adsorbat pada saat kesetimbangan (Ce).

Konstanta pada Isoterm Freundlich (Kf dan

n) dapat ditentukan dengan plot data pada

grafik, dimana log (x/m) pada sumbu y

terhadap log Ce pada sumbu x, dan

diperoleh persamaan berikut:

…………………(4)


16

Persamaan Isoterm Langmuir dapat ditulis

sebagai berikut (Metcalf and Eddy, 2004):

…………………….(5)

Dimana:

x/m = Massa substansi yang diadsorpsi

(adsorbat) per massa adsorben (mg/g)

Ce = Konsentrasi akhir adsorbat saat

kesetimbangan setelah adsorpsi (mg/l)

a,b = Konstanta empiris

Konstanta Isoterm Langmuir dapat

ditentukan dengan plot data Ce/(x/m) pada

sumbu y terhadap Ce pada sumbu x

sehingga diperoleh persamaan berikut:

………………………(6)

Dari hasil perhitungan, dibentuklah kurva

linear antara Ce dan Ce/(x/m) untuk

persamaan Langmuir dan kurva linear

antara Log Ce dan Log (x/m) untuk

persamaan Freundlich. Koefisien

determinasi (R2) pada grafik linearisasi

masing-masing persamaan digunakan untuk

menilai persamaan isotherm yang sesuai

dengan percobaan ini dengan nilai R2

yang

terbaik mendekati 1 (Atastina, 2003).

Isotherm Freundlich menunjukkan bahwa

adsorben memiliki permukaan yang

heterogen dan tiap molekul mempunyai

potensi penyerapan yang berbeda-beda

terhadap senyawa dengan proses adsorpsi

yang multilayer. Sedangkan isotherm

Langmuir menunjukkan bahwa adsorben

memiliki permukaan yang homogen,

dengan proses adsorpsi monolayer.

Maksud dari penelitian ini adalah

menganalisis kemampuan serbuk kulit

jagung sebagai adsorben dalam

menyisihkan minyak dan lemak dari limbah

cair hotel. Tujuan dari penelitian ini adalah:

1. Menganalisis kondisi optimum

penyerapan minyak dan lemak dengan

menggunakan serbuk kulit jagung pada

larutan artifisial meliputi diameter

adsorben, berat adsorben, waktu kontak,

konsentrasi larutan adsorbat, kecepatan

pengadukan, dan pH larutan adsorbat;

2. Menganalisis persamaan isoterm yang

sesuai dengan proses penyisihan minyak

dan lemak dari limbah cair domestik

dengan adsorben serbuk kulit jagung.

3. Menganalisis efisiensi dan kapasitas

penyerapan serbuk kulit jagung pada

percobaan dengan sampel asli (limbah

cair hotel) pada kondisi optimum.

METODOLOGI PENELITIAN

Limbah cair hotel yang diteliti berasal dari

limbah cair kamar mandi, dapur laundry

salah satu hotel di Kota Padang. Waktu

pengambilan sampel dilakukan pada hari

kerja dan hari libur setiap pukul 09.00,

12.00, dan 15.00 WIB yang mewakili setiap

periode aktifitas, yaitu pagi, siang dan sore

hari.

Penelitian ini dilakukan dalam skala

laboratorium secara batch di Laboratorium

Jurusan Teknik Lingkungan Unand.

Peralatan yang digunakan dalam penelitian

ini meliputi sieve shaker (ayakan), jar test,

neraca analitik, beaker glass berkapasitas

500 ml, labu ukur, corong pisah, oven, dan

kertas saring.

Kandungan parameter minyak dan lemak

dianalisis dengan metode ekstraksi

gravimetri. Hasil analisis kandungan

parameter minyak dan lemak dari sampel

yang diperiksa, dipilih nilai konsentrasi


17

yang tertinggi sebagai dasar pembuatan

larutan artifisial.

Pembuatan adsorben kulit jagung diawali

dengan memotong serat kulit jagung untuk

memudahkan pengeringan dan

penggilingan, kemudian serat serbuk kulit

jagung dicuci dengan air untuk

menghilangkan pasir, tanah atau kotoran

lainnya dan dikering-anginkan pada

temperatur 250C. Serat serbuk kulit jagung

yang sudah kering, digiling dengan grinder

menjadi serbuk dengan diameter sekitar 1

mm dan diayak menggunakan sieve shaker

untuk mendapatkan diameter. Diameter

yang didapatkan hanya 3 rentang diameter

yaitu (0,127-0,181) mm, (0,181-0,254) mm,

dan (0,254-0,318) mm, hal ini disebabkan

keterbatasan alat. Terakhir, serbuk kulit

jagung yang telah diayak dicuci dengan

akuades, dan dikering-anginkan pada

temperatur 250C.

Percobaan optimasi menggunakan larutan

artifisial berupa larutan minyak goreng

dengan konsentrasi 150 ppm yang mewakili

konsentrasi minyak dan lemak pada sampel

asli. Variasi parameter yang digunakan

pada percobaan optimasi dapat dilihat pada

Tabel 1. Selanjutnya urutan percobaan

optimasi dapat dilihat pada Tabel 2.

Percobaan dilakukan dengan

mencampurkan adsorbat (limbah cair hotel)

dengan adsorben kulit jagung pada beaker

glass dengan pengadukan menggunakan jar

test, lalu disaring dengan menggunakan

kertas saring. Hasil saringan (filtrat)

dilakukan pengukuran konsentrasi minyak

dan lemak dengan metode ekstraksi

gravimetri.

Efisiensi penurunan konsentrasi minyak dan

lemak oleh serbuk kulit jagung dihitung

menggunakan persamaan 1. Kapasitas

penyerapan serbuk kulit jagung terhadap

konsentrasi minyak dan lemak dihitung

menggunakan persamaan 2.

Tabel 1. Variasi Parameter pada Percobaan

Optimasi

No Parameter Sat. Variasi

1 Diameter

adsorben mm

(0,127-0,181),

(0,181-0,254),

(0,254-0,318)

2 Berat

adsorben g

(0,5), (1,0), (1,5),

(2,0), (3,0)

3 Waktu

kontak menit 30, 60, 90,120,150

4

Konsentrasi

larutan

adsorbat

ppm 50,75,100,125,150

5 Kecepatan

Pengadukan rpm

60, 90, 120, 150,

180

6 pH larutan

adsorbat - 4, 5, 6, 7, 8

Persamaan Isoterm adsorpsi Freundlich di

dapatkan menggunakan rumus 3 dan 4

sedangkan persamaan Isoterm Langmuir

didapatkan menggunakan rumus 5 dan 6.

Setelah itu di tentukan koefisien

determinasi (R2) dari masing-masing

persamaan.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Analisis Karakteristik Minyak dan

Lemak pada Limbah Cair Hotel “Y”

Padang

Hasil analisis laboratorium limbah cair

hotel Kota Padang untuk parameter minyak

dan lemak diperoleh nilai konsentrasi

minyak dan lemak limbah cair salah satu

hotel Kota Padang seperti yang terlihat pada

Gambar 2.


17

Tabel 2. Percobaan Optimasi dengan Variasi Diameter Adsorben, Berat Adsorben

Parameter

Hasil Diameter

Adsorben (d)

(mm)

Berat

Adsorben

Waktu

Kontak

Konsentrasi

Larutan

Adsorbat Kec.

rpm pH

(g) (menit (mg/l)

1

(0,127-0,181) 2 60 150 150 5 Diameter

Optimum (0,181-0,254) 2 60 150 150 5

(0,254-0,318) 2 60 150 150 5

2 Diameter

Optimum

0,1 60 150 150 5

Berat

Optimum

1 60 150 150 5

1,5 60 150 150 5

2 60 150 150 5

3 60 150 150 5

3 Diameter

Optimum

Berat

Optimum

30 150 150 5

Waktu

Kontak

Optimum

60 150 150 5

90 150 150 5

120 150 150 5

150 150 150 5

4 Diameter

Optimum

Berat

Optimum

Waktu

Kontak

Optimum

50 150 5

Konsentrasi

Optimum

75 150

100 150

125 150 5

150 150 5

5 Diameter

Optimum

Berat

Optimum

Waktu

Kontak

Optimum

Konsentrasi

Optimum

60 5

Kec.

Pengadukan

Optimum

90 5

120 5

150 5

180 5

6 Diameter

Optimum

Berat

Optimum

Waktu

Kontak

Optimum

Konsentrasi

Optimum

Kecepatan

Pengadukan

Optimum

4

pH

Optimum

5

6

7

8

Gambar 2. Konsentrasi Awal Minyak dan

Lemak untuk Masing-Masing Sampel Pada

Hari Kerja dan Hari Libur

Tabel 3. Parameter Pencemar Limbah Cair Hotel

“Y” Padang

Parameter

Nilai

Parameter

Pencemar

Baku Mutu*

pH 5,1 6,0-9,0

COD 346 ppm 50 ppm

Minyak dan

Lemak 148,87 ppm 5 ppm

TSS 1772 ppm 50 ppm *Surat Keputusan Gubernur Sumatera Barat

Nomor: 26 Tahun 2001


19

Konsentrasi ini dijadikan sebagai dasar

pembuatan larutan artifisial yang dibulatkan

menjadi 150 ppm dan pH 5.

Percobaan Optimasi pada Sampel

Artifisial

Percobaan optimasi digunakan untuk

menentukan diameter adsorben, berat

adsorben, waktu kontak, konsentrasi

adsorbat, kecepatan pengadukan dan pH

optimum. Kondisi optimum ditentukan

berdasarkan efisiensi penyisihan dan

kapasitas penyerapan minyak dan lemak

paling besar.

Penentuan Diameter Adsorben Optimum

Variasi diameter adsorben pada pecobaan

ini adalah (0,127-0,181) mm, (0,181-0,254)

mm dan (0,254-0,318) mm dengan

parameter berat adsorben 2 gram, waktu

kontak 60 menit, konsentrasi adsorbat 150

ppm, kecepatan pengadukan 150 rpm dan

pH adsorbat 5, dalam volume kerja 100 ml

dan konsentrasi awal minyak dan lemak

150 ppm. Hasil percobaan variasi diameter

adsorben terhadap penurunan konsentrasi,

efisiensi dan kapasitas penyerapan minyak

dan lemak dapat dilihat pada Gambar 3 dan

Gambar 4. Penurunan konsentrasi minyak

dan lemak tertinggi terjadi pada adsorben

berdiameter 0,127-0,181 mm dengan

efisiensi sebesar 65,33% dan kapasitas

penyerapan minyak dan lemak sebesar 4,90

mg/g..

Gambar 3. Perbandingan Konsentrasi Akhir

Minyak dan Lemak untuk Variasi Diameter

Adsorben

Dari hasil percobaan dapat disimpulkan

bahwa semakin kecil diameter adsorben

maka semakin besar kapasitas penyerapan

minyak dan lemak pada proses adsorpsi

Gambar 4. Efisiensi dan Kapasitas Penyerapan

Minyak dan Lemak untuk Variasi Diameter

Adsorben

Penentuan Berat Adsorben Optimum

Setelah didapat diameter optimum maka

variasi berikutnya yang perlu ditentukan

adalah berat adsorben dengan variasi berat

adsorben 0,5 g , 1 g, 1,5 g, 2 g, dan 3 g.

Hasil percobaan variasi berat adsorben

terhadap penurunan konsentrasi, efisiensi

dan kapasitas penyerapan minyak dan

lemak dapat dilihat pada Gambar 5 dan

Gambar 6. Penurunan konsentrasi minyak

dan lemak optimal terjadi pada adsorben

dengan berat 1,5 g dengan efisiensi sebesar

70,67% dan kapasitas penyerapan minyak

dan lemak sebesar 7,07 mg/g.


Minyak dan Lemak untuk Variasi Berat

Adsorben


20


Minyak dan Lemak untuk Variasi Berat

Adsorben

Penentuan Waktu Kontak Optimum

Setelah didapat diameter dan berat optimum

adsorben maka variasi berikutnya yang

perlu ditentukan adalah waktu kontak

optimum dengan variasi waktu kontak 30

menit, 60 menit, 90 menit, 120 menit dan

150 menit, diperoleh penurunan

konsentrasi, efisiensi dan kapasitas

penyerapan minyak dan lemak seperti

terlihat pada Gambar 7 dan Gambar 8.

Penurunan konsentrasi minyak dan lemak

optimum terjadi pada waktu kontak 90

menit dengan efisiensi sebesar 66,67% dan


sebesar 6,67 mg/g.

Pada 30 menit pertama, penyerapan yang

terjadi oleh adsorben belum terlalu banyak,

kapasitas penyerapan akan terus meningkat

seiring berjalannya waktu pengadukan.

Hingga pada waktu kontak 90 menit, kerja

adsorpsi berjalan dengan efektif terlihat dari

efisiensi dan daya serap yang tinggi. Bisa

dikatakan bahwa penyerapan adsorbat telah

mencapai titik jenuh pada waktu 90 menit.

Setelah menit ke-90, adsorben masih tetap

bisa mereduksi minyak dan lemak, namun

kapasitas penyerapannya telah menurun, ini

disebabkan karena kondisi jenuh yang telah

dicapai sebelumnya dimana hampir seluruh

permukaan adsorben telah tertutup oleh

partikel adsorbat yang ada. Pada kondisi ini

terjadi kesetimbangan dinamis antara laju

adsorpsi dengan desorpsi dimana tidak akan

ada lagi minyak dan lemak yang diserap

maupun terlepas atau larut kembali ke

dalam adsorbat (Waranusantigul et al,

2003).


Minyak dan Lemak untuk Variasi Waktu

Kontak


Minyak dan Lemak untuk Variasi Waktu

Kontak

Penentuan Konsentrasi Adsorbat

Optimum

Setelah didapat diameter ,berat optimum

dan waktu kontak optimum dilanjutkan

dengan variasi konsentrasi adsorbat yaitu

50 ppm, 75 pmm, 100 ppm, 125 ppm dan

150 ppm. Dari percobaan diperoleh

penurunan konsentrasi, efisiensi dan


seperti terlihat pada Gambar 9 dan Gambar

10. Penurunan konsentrasi minyak dan

lemak optimum terjadi pada konsentrasi

adsorbat 100 ppm dengan efisiensi sebesar

72% dan kapasitas penyerapan minyak dan

lemak sebesar 4,8 mg/g.


21


Minyak dan Lemak untuk Variasi Konsentrasi

Adsorbat

Gambar 10. Efisiensi dan Kapasitas

Penyerapan Minyak dan Lemak untuk Variasi

Konsentrasi Adsorbat

Pada konsentrasi rendah, jumlah adsorbat

sedikit sehingga pada volume kerja yang

ada pada saat pencampuran partikel

adsorbat renggang terhadap partikel-

partikel adsorbennya, sehingga

menyebabkan adsorbat yang diserap lebih

sedikit. Pada konsentrasi adsorbat tinggi,

jarak antar partikel menjadi dekat/rapat

sehingga adsorbat yang diserappun semakin

banyak, yang ditandai dengan kapasitas

penyerapan yang tinggi (Sukawati, 2008).

Ini terlihat dari konsentrasi 125 ppm dan

150 ppm dengan kapasitas penyerapan 5,53

dan 6,53 mg/g. Namun hal ini tidak berarti

meningkatkan efisiensi penyisihan karena

terlalu banyaknya partikel adsorbat yang

ada dapat mengurangi ruang gerak

penyerapan bagi adsorben sendiri. Selain

itu, dengan tingginya konsentrasi yang ada,

maka tingkat kejenuhan telah dicapai

sehingga kemampuan adsorben untuk

menyerap minyak dan lemak sudah sangat

kecil atau dengan kata lain, kapasitas

adsorbennya sudah terlampaui.

Penentuan Kecepatan Pengadukan

Optimum

Setelah didapat diameter, berat optimum,

waktu kontak, konsentrasi adsorbat

dilanjutkan dengan variasi kecepatan

pengadukan yaitu 60 rpm, 90 rpm, 120 rpm,

150 rpm dan 180 rpm, diperoleh penurunan





optimum terjadi pada kecepatan

pengadukan 150 rpm dengan efisiensi

sebesar 74,00% dan kapasitas penyerapan

minyak dan lemak sebesar 4,93 mg/g.

Kecepatan 150 rpm telah efektif mewakili

kecepatan optimum karena dengan

kecepatan tersebut pergerakan partikel yang

ada menjadi efektif sehingga adsorben

dapat menyerap adsorbat yang lebih

banyak.

Untuk kondisi kecepatan pengadukan yang

lebih tinggi dari 150 rpm efisiensi

penyerapan rendah, kemungkinan struktur

adsorben cepat rusak, sehingga proses

adsorpsi kurang optimal. Adsorbat yang

telah menempel dan membentuk flok

nantinya akan kembali pecah karena

besarnya kecepatan yang ada. (Alimatun

dalam Mulyatna, 2003).

Penentuan pH Optimum

Setelah didapat diameter, berat optimum,

waktu kontak, konsentrasi adsorbat,

kecepatan pengadukan dilanjutkan variasi

pH 4, 5, 6, 7 dan 8 diperoleh penurunan




22



optimum terjadi pada pH 5 dengan

efisiensi sebesar 80,00% dan kapasitas

penyerapan minyak dan lemak sebesar 5,33

mg/g.


Minyak dan Lemak untuk Variasi Kecepatan

Pengadukan



Kecepatan Pengadukan

Perubahan efisiensi pada variasi pH

merupakan peran ion-ion H+

dan OH-. Pada

pH rendah, anion akan muncul ke

permukaan yang disebabkan banyaknya

hadir ion H+

pada permukaan adsorben. Hal

ini akan mengganggu penyerapan adsorbat.


Minyak dan Lemak untuk Variasi pH Adsorbat



pH Adsorbat

Perubahan efisiensi pada variasi pH

merupakan peran ion-ion H+

dan OH-. Pada

pH rendah, anion akan muncul ke

permukaan yang disebabkan banyaknya

hadir ion H+

pada permukaan adsorben. Hal

ini akan mengganggu penyerapan adsorbat.

Penyisihan minyak dan lemak paling

optimum terjadi pada pH 5, hal ini

disebabkan karena pada pH 5 sejumlah

besar ion H+

akan bereaksi dengan muatan

adsorben yang negatif di permukaan.

Sedangkan pada pH tinggi (basa), kehadiran

ion OH-

pada suasana basa, menyebabkan

meningkatnya gangguan pada proses difusi

dari minyak dan lemak (Aluyor and

Badmus, 2008). Selain itu, dengan pH yang

tinggi, kapasitas penyerapan semakin

menurun karena terjadi reaksi senyawa

organik (minyak dan lemak) dengan NaOH

yang akan menghasilkan gliserol dan garam

asam atau dikenal dengan sabun yang akan

menutupi permukaan adsorben sehingga

proses adsorpsi akan terhambat (Ahmad,

2005).

Penentuan Persamaan Isotherm Adsorpsi

yang Sesuai

Kurva persamaan Langmuir dan Freundlich

yang digunakan adalah pada kondisi

optimum untuk pH karena mewakili semua


23

kondisi optimum yang ada. Kurva masing-

masing persamaan dapat dilihat pada

Gambar 15 dan Gambar 16.

Gambar 15. Grafik Isotherm Langmuir untuk

Adsorpsi Menggunakan serbuk kulit jagung

terhadap Penyisihan minyak dan lemak

Gambar 15 menunjukkan bahwa persamaan

isotherm Langmuir berupa garis linear

dengan persamaan garis y = 0,272x - 1,734

dan nilai R2 0,997. Sementara itu untuk

persamaan isotherm Freundlich yang

terlihat pada Gambar 16, diperoleh nilai R2

sebesar 0,992 dengan persamaan garis y=-

0,336x +1,166.

Gambar 15 menunjukkan bahwa persamaan

isotherm Langmuir berupa garis linear

dengan persamaan garis y = 0,272x - 1,734

dan nilai R2 0,997. Sementara itu untuk

persamaan isotherm Freundlich yang

terlihat pada Gambar 16, diperoleh nilai R2

sebesar 0,992 dengan persamaan garis y=-

0,336x +1,166.

Gambar 16. Grafik Isotherm Freundlich untuk

Adsorpsi menggunakan serbuk kulit jagung

terhadap Penyisihan minyak dan lemak

Pada gambar 15 dan 16 dapat dilihat bahwa

nilai R2 yang baik yaitu yang mendekati 1

adalah isotherm langmuir dengan R2 0,997.

Oleh karena itu proses adsorpsi serbuk kulit

jagung terhadap minyak dan lemak lebih

cocok mengikuti isoterm Langmuir sebagai

model kesetimbangannya engan persamaan

garis

y = 0,272x – 1,734

dimana :

a = 3,676

b = - 0,157

Percobaan pada Sampel Asli

Kondisi optimum yang telah didapatkan

pada larutan artifisial selanjutnya

dikondisikan terhadap sampel asli,

diperoleh penurunan konsentrasi minyak

dan lemak menjadi 44 ppm dan efisiensi

70,44% dengan kapasitas penyerapan

sebesar 7 mg/g.

Efisiensi penyisihan minyak dan lemak

pada sampel asli lebih rendah dari pada

efisiensi penyisihan minyak dan lemak

dengan larutan artifisial. Dimana efisiensi

penyisihan pada sampel asli yaitu 70,44 %,

dan pada larutan artifisial 80%. Perbedaan

penurunan konsentrasi dan efisiensi

penyisihan ini untuk lebih jelasnya dapat

dilihat pada Gambar 17.

Gambar 17. Perbandingan Efisiensi Penyisihan

Minyak dan Lemak pada Kondisi Optimum dan

Sampel Asli

Perbedaan efisiensi penyisihan minyak dan

lemak pada sampel asli dan sampel artifisial

disebabkan terdapatnya kontaminan-

kontaminan lainnya dalam sampel asli yang

mengganggu penyerapan minyak dan lemak


24

oleh serbuk kulit jagung. Kontaminan yang

memiliki gaya tarik lebih besar dari minyak

dan lemak akan terserap lebih dulu. Selain

kontaminan lain yang mengganggu

penyerapan minyak dan lemak pada serbuk

kulit jagung, berkemungkinan dari

senyawa organik yang terdapat dalam sebuk

kulit jagung sehingga terjadinya kompetisi

penyerapan senyawa organik dengan

sampel asli.

Kemampuan serbuk kulit jagung sebagai

adsorben dari penelitian-penelitian

sebelumnya pada penyisihan logam berkisar

antara 0,053 - 7,384 mg pencemar/g serbuk

kulit jagung. Sedangkan berdasarkan

penelitian pada parameter minyak dan

lemak sebesar 7 mg minyak dan lemak/g

serbuk kulit jagung.

SIMPULAN

Berdasarkan hasil analisis percobaan

mengenai pemanfaatan serbuk kulit jagung

sebagai adsorben dalam menyisihkan

senyawa minyak dan lemak pada limbah

cair Hotel “Y” Padang, dapat disimpukan

sebagai berikut:

Kondisi optimum penyerapan minyak dan

lemak dengan menggunakan serbuk kulit

jagung pada larutan artifisial adalah pada

diameter (0,127-0,181) mm, berat 1,5 gr,

waktu kontak 90 menit, konsentrasi 100

ppm, kecepatan pengadukan 150 rpm, dan

pH 5.

Persamaan adsorpsi mengikuti model

isoterm Langmuir, menandakan bahwa

adsorben mempunyai permukaan yang

homogen dan hanya dapat mengadsorbsi

satu molekul adsorbat untuk setiap molekul

adsorbennya.

Efisiensi penyerapan serbuk kulit jagung

pada percobaan dengan sampel asli sebesar

70,44%.

DAFTAR PUSTAKA

Ahayla, N. Ramachandra, T.V. and R.D.

Kanamadi. 2005. Biosorption of

Chromium (VI) from aqueous

solution by the husk of Bengal gram

(Cicer arientinum). Electronic

Journal of biotechnology. Vol 8, No.

3

Ahmad, A.L. Bhatia, S. Ibrahim, N. and

Sumathi, S . 2005. Adsorption of

residual oil from palm oil mill

effluent using rubber powder. Vol.

22, No. 03, pp. 371 - 379, July -

September, 2005 ISSN 0104-6632

Brazilian Journal of Chemical

Engineering

Aluyor and Badmus. 2008. COD removal

from industrial wastewater using

activated carbon prepared from

animal horns. Department of

Chemical Engineering. Universitas

of Benin, Benin City; Nigeria

Atastina. 2003. Penghilangan Kesadahan

Air yang Mengandung Ion Ca2+

dengan Menggunakan Zeolit Alam

Lampung sebagai Penukar Kation.

Jurusan Teknik Gas dan Petrokimia

Fakultas Teknik. Universitas

Indonesia. Jakarta.

Auliani, Restu. 2009. Pemanfaatan Ampas

Tebu Sebagai Low Cost Adsorbent

Dalam Menyisihkan Minyak Dan

Lemak Dari Limbah Cair Domestik

Studi Kasus: Limbah Cair Hotel

Pangeran Beach, Padang. Tugas

Akhir Fakultas Teknik Jurusan

Teknik Lingkungan. Universitas

andalas. Padang

Herlina, Netti, dan M. Hendra S. Ginting.

2002. Minyak dan Lemak.


25

(http://library.usu.ac.id/pdf, akses 14

Maret 2010).

Metcalf & Eddy, Inc, 2003. Wastewater

Engineering: Treatment, Disposal

and Reuse. McGraw-Hill, Inc: USA.

Mulyatna, Lili. Dkk 2003. Pemilihan

Persamaan Adsorpsi Isoterm Pada

Penentuan Kapasitas Adsorpsi Kulit

Kacang Tanah Terhadap Zat Warna

Remazol Golden Yellow 6

Infomatek Volume 5 Nomor 3

September 2003 : 131-140

Reynolds, T.D. 1996. Unit Operation and

Processes. Monterey.

California:Broocks/Cole

Enggineering Devision.

Surat Keputusan Gubernur Sumatera Barat

Nomor 26 Tahun 2006 tentang Baku

Mutu Limbah Cair bagi Kegiatan

Hotel di Propinsi Sumatera Barat.

http://library.usu.ac.id/pdf

penyisihan minyak dan lemak limbah cair hotel...

Documents