Rekayasa proses sintesa nano seng oksida dari hasil samping industri galvanis sebagai bionanokomposit untuk kemasan antimikroba.

REKAYASA PROSES SINTESA NANO SENG OKSIDA DARI

HASIL SAMPING INDUSTRI GALVANIS SEBAGAI

BIONANOKOMPOSIT UNTUK KEMASAN ANTIMIKROBA

SITI AGUSTINA

SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR

PERNYATAAN MENGENAI DISERTASI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa disertasi berjudul rekayasa proses sintesa nano seng oksida dari hasil samping industri galvanis sebagai bionanokomposit untuk kemasan antimikroba adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir disertasi ini.

Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

Bogor, Juli 2015

Siti Agustina

RINGKASAN

SITI AGUSTINA. Rekayasa proses sintesa nano seng oksida dari hasil samping industri galvanis sebagai bionanokomposit untuk kemasan antimikroba. Dibimbing oleh NASTITI SISWI INDRASTI, SUPRIHATIN dan NURUL TAUFIQU ROCHMAN.

Industri galvanis semakin berkembang seiring dengan meningkatnya kebutuhan masyarakat akan produk industri berbahan baku logam. Umumnya industri galvanis melibatkan proses pelapisan yang bertujuan untuk mencegah terjadinya korosi, logam pelapis yang biasa digunakan adalah logam seng. Industri ini menghasilkan hasil samping berupa seng dross, dimana seng dross mengandung kadar seng 96,57%. Pemanfaatan seng dross dapat menggunakan metode hidrometalurgi dengan proses ekstraksi asam asetat glasial akan menghasilkan seng asetat yang dapat berfungsi sebagai precursor. Salah satu

material yang banyak digunakan dalam aplikasi nanoteknologi adalah nano seng oksida. Pada proses sintesa nano seng oksida, seng asetat dapat digunakan sebagai

precursor. Partikel nano seng oksida dapat berfungsi sebagai antimikroba.

Nanopartikel seng oksida dapat digunakan sebagai aditif yang berfungsi sebagai antimikroba pada kemasan, sehingga akan meningkatkan umur simpan produk lebih lama, tanpa menggunakan pengawet pada produk. Bahan kemasan yang digunakan merupakan polimer alami yang bersifat ramah lingkungan, yaitu berupa bionanokomposit. Bahan ini dapat terdegradasi, sehingga aman terhadap lingkungan.

Tujuan penelitian ini adalah mendapatkan kondisi proses ekstraksi seng asetat dari seng dross, mendapatkan metode dan kondisi proses sintesa nano seng oksida, sehingga akan menghasilkan seng oksida yang berukuran nano partikel dan mendapatkan formulasi bionanokomposit yang mengandung nano seng oksida serta mendapatkan formulasi bionanokomposit kemasan antimikroba.

Penelitian ini mempunyai beberapa tahapan, yaitu (1) Proses ekstraksi seng dross menjadi seng asetat. Pada proses ini menggunakan 3 variabel penelitian, yaitu suhu ( 130o _{C, 150}o _{C dan 170}o _{C), konsentrasi asam asetat (20%,} 40% dan 60%), serta waktu proses (1 jam, 2 jam dan 3 jam). (2) Proses sintesa nano seng oksida, metoda yang digunakan adalah gabungan metoda sol-gel, sonokimia dan kalsinasi. Variabel yang digunakan adalah pH ( 8, 10 dan 12), waktu sonikasi (45 menit, 60 menit dan 75 menit). (3) Proses pembuatan bionanokomposit, variabel yang digunakan adalah konsentrasi polivinil alkohol (0,5%, 1% dan 1,5%), nano seng oksida ( 0,05%, 0,10% dan 0,15%). Pada proses aplikasi nano seng oksida berfungsi sebagai antimikroba pada kemasan daging segar, menggunakan variabel konsentrasi nanopartikel seng oksida (0%, 1%, 2%, 3% dan 4%), waktu penyimpanan (2 hari, 4 hari, 6 hari dan 8 hari).

seng sebesar 87,31%. Pada proses pengembangan bionanokomposit hasil yang optimum adalah pada konsentrasi polivinil alkohol 1,0% dan konsentrasi nano seng oksida 0,10%, dan pada aplikasi bionanokomposit sebagai kemasan antimikroba mempunyai kondisi optimum yaitu pada konsentrasi nano seng oksida 2% dan waktu penyimpanan selama 8 hari. Bionanokomposit kemasan antimikroba mempunyai komposisi terbaik adalah tapioka : karagenan : gliserol: polivinil alkohol : nano seng oksida = 5 : 1 : 1 : 1 : 1 : 2. Aplikasi penyimpanan produk daging segar dengan menggunakan bionanokomposit antimikroba selama 8 hari, pada suhu 9o _{C, dengan analisa organoleptik terdiri dari bau dan warna} daging menunjukkan tetap baik. Dan pH menunjukkan peningkatan, sehingga bakteri E Coli tidak dapat berkembang.

SUMMARY

SITI AGUSTINA. A process design of nano zinc oxide synthesis from galvanis industry byproduct at bionanocomposite for antimicrobial packaging. Advised by NASTITI SISWI INDRASTI, SUPRIHATIN dan NURUL TAUFIQU ROCHMAN.

Galvanizing industry is an developer where fulfill metal-based product requirement in the society. Generally, galvanizing industry is involving plating process to avoid corrosion, with zinc is the metal commonly used for the purpose. This industry produces seng dross as byproduct that still contains zinc of 96.57%. Seng dross could be utilized using hydrometallugical method with glacial acetic acid extraction which would produce zinc acetate that could act as precursor. One of the materials commonly used in nanotechnology is nano zinc oxide. Zinc oxide nano particle is having antimicrobial properties.

Zinc oxide nano particle could be used as additive that has antimicrobial effect of packaging, to prolong shelf life of product without addition of preservatives. Packaging material used is natural polymer of bionanocomposite. This material could be degraded and safe for the environment.

The aims of this research are to obtain zinc acetate extraction process from zinc dross, obtaining method and process condition of zinc oxide nano particle synthesis, to produce nano particle of zinc oxide, to obtain the formulation of bionanocomposite containing zinc oxide, and to obtain the formulation of bionanocomposite antimicrobial packaging.

This research was conducted in several stages, namely: (1) Zinc dross extraction into zinc acetate. Three variables were used in this process, namely temperature (130o _{C, 150}o _{C,and 170}o _{C), acetic acid concentration (20%, 40% and} 60%), and processing time (1, 2, and 3 hours). (2) Nano zinc oxide synthesis, using combined method of sol-gel,sonochemistry and calcination. Variables used were pH (8, 10, and 12), sonication time (45, 60, and 75 minutes). (3) Bionanocomposite production process. Variables used were polyvinyl alcohol concentration (0.5%, 1%, and 1.5%) and nano zinc oxide (0.05%, 0.10% and 0.15%). In application test, nano zinc oxide acts as antimicrobial compound on fresh meat packaging, using variables of zinc oxide nanoparticles (0%, 1%, 2%, 3% and 4%), and storage time (2, 4, 6, and 8 days)

material for fresh meat show that after 8 days in temperature of 9o C, the aroma and color organoleptic properties was maintain at good quality. Increase in pH was observed, therefore no E. coli bacteria was growing.

Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2015

Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang

Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan IPB

Disertasi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Doktor

pada Program Studi Teknologi Industri Pertanian

REKAYASA PROSES SINTESA NANO SENG OKSIDA DARI

HASIL SAMPING INDUSTRI GALVANIS SEBAGAI

BIONANOKOMPOSIT UNTUK KEMASAN ANTIMIKROBA

SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR 2015

Penguji pada Ujian Tertutup: 1. Dr. Akhiruddin Maddu S.Si. MSi 2. Ir. Ngakan Timur Antara, Ph.D.

PRAKATA

Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa dimana pada akhirnya penulis dapat menyelesaikan disertasi penelitian yang berjudul rekayasa proses sintesa nano seng oksida dari hasil samping industri galvanis sebagai bionanokomposit kemasan antimikroba. Penelitian ini secara umum bertujuan untuk mendapatkan kondisi proses sintesa nano seng oksida dari hasil samping industri galvanis dan memperoleh bionanokomposit kemasan antimikroba serta meningkatkan nilai tambah seng dross.

Penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan kepada Prof. Dr. Ir. Nastiti Siswi Indrasti selaku Ketua Komisi Pembimbing, Prof. Dr. Ir. Suprihatin, Dipl. Eng dan Dr. Ir. Nurul Taufiqu Rochman, M.Eng selaku Anggota Komisi Pembimbing, atas bantuan dan bimbingannya selama penelitian dan penyusunan disertasi penelitian. Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada Dr. Akhiruddin Maddu S.Si. MSi dan Ir. Ngakan Timur Antara, Ph.D serta Dr. Muchlasin. MM atas kesediaanya selaku dosen penguji luar komisi serta memberikan masukan dan saran perbaikan untuk kesempurnaan disertasi ini

Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada Ketua dan Sekretaris Program Studi Teknologi Industri Pertanian, Dekan Fakultas Teknologi Pertanian dan Sekolah Pascasarjana IPB yang telah banyak membantu dalam kelancaran studi S3 di IPB. Penulis juga menyampaikan terima kasih kepada Bapak Dr. Haris Munandar. N, MA. Kepala Badan Penelitian dan Pengembangan Industri, Kementrian Perindustrian, atas beasiswa yang diberikan kepada penulis untuk melanjutkan studi pada program doktor pascasarjana Institut Pertanian Bogor dan Bapak Ir. Umar Habson, MM. Kepala Balai Besar Kimia dan Kemasan, Kementrian Perindustrian, atas kesempatan dan dorongan yang diberikan untuk lebih meningkatkan prestasi. Khusus penulis ucapkan terima kasih kepada suami tercinta kakanda Sobirin Ratujaya dan ananda tersayang Tito, Tita dan Tiara atas dukungan, do’a dan pengertiannya selama penulis menyelesaikan studi dan juga untuk ayahanda Baharuddin Hamid (Alm) dan ibunda Resna Fatemah atas do’a dan dan dukungannya.

Terakhir penulis mengucapkan terima kasih kepada Bapak pimpinan dan staf PT Kencana Cakra Buana, yang telah memberikan bahan penelitian dan fasilitas kepada penulis, rekan-rekan sejawat di program studi Teknologi Industri Pertanian yang banyak memberikan bantuan hingga selesainya disertasi ini.

Penulis menyadari masih terdapat kekurangan dalam disertasi ini, untuk itu penulis mengharapkan saran-sarannya demi kesempurnaan tulisan ini. Akhir kata semoga tulisan ini berguna bagi yang membutuhkannya

DAFTAR ISI

Ruang Lingkup Penelitian 7

Nilai Kebaruan Penelitian 7

Manfaat Penelitian 8

METODOLOGI PENELITIAN 9

Kerangka Pemikiran 9

Tahapan Penelitian 11

Metode Penelitian dan Analisis Data 13

Tempat dan Waktu 13

Ekstraksi Seng Asetat dari Seng Dross 13

Bahan dan Alat 13

Metode Penelitian 13

Rancangan Percobaan 15

Rekayasa Proses Sintesa Nano Seng Oksida Menggunakan Seng Asetat 15

Bahan dan Alat 15

Metode Penelitian 15

Tahap Proses Sintesa Nano Seng Oksida. 16

Tahap Karakterisasi Nano Seng Oksida. 17

Rancangan Percobaan 17

Pengembangan Bionanokomposit Nano Seng Oksida 17

Bahan dan Alat 17

Metode Penelitian 18

Rancangan Percobaan 19

Penggunaan Bionanokomposit Kemasan Antimikroba 20

Bahan dan Alat 20

Metode Penelitian 20

Rancangan Percobaan pada Bionanokomposit 22

Rancangan Percobaan Bionanokomposit sebagai Kemasan Daging segar 22

HASIL DAN PEMBAHASAN 24

Ekstraksi seng Asetat dari Seng dross 24

Karakteristik hasil samping industri galvanis 24

Kadar Seng dalam Seng Asetat 26

Rendemen Seng Asetat 34

Kelarutan Seng Asetat 37

Identifikasi Kristal Seng Asetat 37

Rekayasa Proses Sintesa Nano Seng Oksida Menggunakan Seng Asetat 39

Struktur Kristal Nanopartikel Seng Oksida. 43

Komposisi Senyawa Nanopartikel Seng Oksida 47

Morfologi Nanopartikel Seng Oksida 52

Ukuran Nanopartikel Seng Oksida 54

Rendemen Nanopartikel Seng Oksida 57

Pengembangan Bionanokomposit Nano Seng Oksida 59 Desain Proses Bionanokomposit sebagai Material Ramah Lingkungan 59

Sifat Mekanis Film Bionanokomposit 62

Morfologi Film Bionanokomposit 68

Biodegradibilitas Film Bionanokomposit 69

Penggunaan Bionanokomposit Kemasan Antimikroba 74 Bionanokomposit Nano Seng Oksida Sebagai Film Antimikroba 76 Sifat Mekanis Film Bionanokomposit Kemasan Antimikroba 78 Film bionanokomposit sebagai kemasan antimikroba daging segar 82

Manfaat Hasil Penelitian 91

SIMPULAN DAN SARAN 93

Simpulan 93

Saran 94

DAFTAR PUSTAKA 95

DAFTAR TABEL

1. Data realisasi ekspor bahan yang mengandung seng tahun

2009-2013 (Nilai US $) 2

2. Data realisasi impor seng oksida tahun 2009 – 2013 ( Nilai US $) 5 3. Karakteristik hasil samping industri galvanis sebagai seng dross 24 4. Bentuk seng asetat yang dihasilkan dari proses ekstraksi seng

dross 27

5. Hasil ekstraksi seng dan besi menggunakan jenis- jenis asam

karboksilat 33

6. Klasifikasi teknik sintesa nanopartikel 40

7. Biodegradasi bionanokomposit pada lama pemendaman 2 minggu dan 4 minggu untuk konsentrasi polivinil alkohol dan konsentrasi

nano seng oksida 71

8. Polimer larut dalam air berbahan dasar sintetis 72 9. Polimer larut dalam air yang berbahan dasar alami 72

10.Jenis-jenis sistem kemasan aktif 76

11.Hasil analisis warna daging kemasan setelah penyimpanan 84 12.Hasil analisis bau daging kemasan setelah penyimpanan 85 13.Hasil Analisis pH daging kemasan setelah penyimpanan 86

DAFTAR GAMBAR

1. Kerangka Pemikiran Penelitian 10

2. Diagram alir tahapan penelitian rekayasa proses sintesa nano seng oksida dari hasil samping industri galvanis untuk

bionanokomposit kemasan antimikroba 12

3. Diagram alir proses ekstraksi seng asetat dari seng dross 14 4. Diagram alir proses sintesa nano seng oksida dari seng asetat 16 5. Diagram alir proses pembuatan bionanokomposit dengan

menggunakan nano partikel seng oksida 18

6. Diagram alir penggunaan film bionanokomposit nano seng oksida

sebagai kemasan antimikroba 21

7. Hasil analisis kristal seng dross menggunakan XRD 25 8. Kadar seng hasil ekstraksi pada suhu 130o _{C dan berbagai}

konsentrasi asam asetat glasial dan waktu ekstraksi 29 9. Kadar seng hasil ekstraksi pada suhu 150o _{C dan berbagai}

konsentrasi asam asetat dan waktu ekstraksi 29 10.Kadar seng hasil ekstraksi pada suhu 170o C dan berbagai

konsentrasi asam asetat glasial dan waktu ekstraksi 30 11.Hubungan perlakuan antara konsentrasi asam asetat glasial dan

kadar seng pada berbagai suhu ekstraksi 30

12.Hubungan perlakuan antara waktu ekstraksi dan kadar seng pada

13.Rendemen seng asetat hasil ekstraksi pada suhu 130o C dan berbagai konsentrasi asam asetat glasial dan waktu ekstraksi 34 14.Rendemen seng asetat hasil ekstraksi pada suhu 150o _{C dan}

berbagai konsentrasi asam asetat glasial dan waktu ekstraksi 35 15.Rendemen seng asetat hasil ekstraksi pada suhu 170o C dan

berbagai konsentrasi asam asetat glasial dan waktu ekstraksi 35 16.Hubungan perlakuan antara konsentrasi asam asetat glasial dan

rendemen seng asetat pada berbagai suhu ekstraksi 36 17.Hubungan perlakuan antara waktu ekstraksi dan rendemen seng

asetat pada berbagai suhu ekstraksi 36

18.Hasil analisis kristal seng asetat hasil ekstraksi seng dross dengan

asam asetat glasial 39

19.Hasil Analisis kristal nanopartikel seng oksida pada pH 8 (a), pH

10 (b) pH 12 (c) 44

20.Hasil analisis kristal nanopartikel seng oksida pada pH 12 dan waktu ultrasonikasi 45 menit (a), 60 menit (b) 75 menit (c). 45 21.Kandungan senyawa ZnO pada nanopartikel seng oksida 48 22.Hubungan perlakuan antara waktu ultrasonikasi dan kandungan

ZnO pada berbagai pH 48

23.Kandungan senyawa Na2O pada nanopartikel seng oksida 49 24.Hubungan perlakuan antara waktu ultrasonikasi dan kandungan

Na2O pada berbagai pH 49

25.Kandungan senyawa karbon pada nanopartikel seng oksida 50 26.Hubungan perlakuan antara waktu ultrasonikasi dan kandungan

karbon pada berbagai pH 51

27.Hasil analisis morfologi nanopartikel seng oksida dengan

menggunakan SEM 52

28.Ukuran partikel nano seng oksida dengan menggunakan PSA 55 29.Hubungan perlakuan antara waktu ultrasonikasi dan ukuran

partikel pada berbagai pH 55

30.Ukuran nano seng oksida ukuran 200 nm dengan menggunakan

TEM 56

31.Rendemen nanopartikel seng oksida dengan variabel pH dan

waktu ultrasonikasi 58

32.Hubungan perlakuan antara waktu ultrasonikasi dan rendemen

nano seng oksida pada berbagai pH 58

33.Hubungan antara konsentrasi polivinil alkohol dan ketebalan film bionanokomposit pada berbagai konsentrasi nano seng oksida 63 34.Hubungan perlakuan antara konsentrasi nano seng oksida dan

ketebalan film bionanokomposit pada berbagai konsentrasi

polivinil alkohol 64

35.Hubungan konsentrasi nano seng oksida dan konsentrasi polivinil alkohol terhadap kuat tarik film bionanokomposit 65 36.Hubungan perlakuan antara konsentrasi nano seng oksida dan

kuat tarik film pada berbagai konsentrasi polivinil alkohol 65 37.Hubungan konsentrasi nano seng oksida dan konsentrasi polivinil

alkohol terhadap analisis perpanjangan putus film

38.Hubungan perlakuan antara konsentrasi nano seng oksida dan perpanjangan putus pada berbagai konsentrasi polivinil alkohol 67 39.Morfologi bionanokomposit dengan berbagai konsentrasi nano

seng oksida 68

40.Hubungan biodegradasi film bionanokomposit dan konsentrasi polivinil alkohol pada berbagai konsentrasi nano seng oksida

pemendaman selama 2 minggu 70

41.Hubungan biodegradasi film bionanokomposit dan konsentrasi polivinil alkohol pada berbagai konsentrasi nano seng oksida

pemendaman selama 4 minggu 70

42.Siklus manfaat bionanokomposit seng oksida 74 43.Analisis antimikroba dengan metoda zona hambat 77 44.Hubungan antara diameter zona hambat dan konsentrasi nano

seng oksida 77

45.Hubungan konsentrasi nano seng oksida terhadap ketebalan film

bionanokomposit 79

46.Hubungan konsentrasi nanoseng oksida terhadap kuat tarik film

bionanokomposit 80

47.Hubungan konsentrasi nano seng oksida terhadap perpanjangan

putus film bionanokomposit 81

48.Hasil analisis pertumbuhan bakteri E. coli selama penyimpanan

daging segar kemasan. 88

49.Hubungan perlakuan antara lama waktu penyimpanan dan pertumbuhan bakteri pada berbagai konsentrasi nano seng oksida 90

DAFTAR LAMPIRAN

1. Prosedur Analisis Bahan dan Produk Penelitian 104

2. Bahan Baku Penelitian 106

3. Peralatan Proses 107

4. Hasil Penelitian 108

5. Proses Pemendaman dan Biodegradasi Bionanokomposit 109 6. Tabel analisis ragam dan uji lanjut Duncan kadar seng 110 7. Tabel analisis ragam dan uji lanjut (Duncan) Rendemen Seng

Asetat 111

8. Tabel analisis ragam dan uji lanjut Duncan komposisi senyawa

ZnO 112

9. Tabel analisis ragam dan uji lanjut Duncan komposisi senyawa

Na2O 113

10.Tabel analisis ragam dan uji lanjut Duncan komposisi senyawa

karbon 114

11.Tabel analisis ragam dan uji lanjut Duncan ukurannano seng

oksida dengan PSA 115

12.Tabel analisis ragam dan uji lanjut Duncan rendemen nano seng

oksida 116

13.Tabel analisis ragam dan uji lanjut Duncan

14.Tabel analisis ragam dan uji lanjut Duncan kuat

tarikfilmbionanokomposit 118

15.Tabel analisis ragam dan uji lanjut Duncan perpanjangan

putusfilmbionanokomposit 119

16.Tabel analisis ragam dan uji lanjut Duncan degradasi film

bionanokomposit 120

17.Tabel analisis ragam dan uji lanjut Duncan diameter zona bening 122 18.Tabel analisis ragam dan uji lanjut Duncan

ketebalanfilmbionanokomposit kemasan 123

19.Tabel analisis ragam dan uji lanjut Duncan kuat tarik film

bionanokomposit kemasan 124

20.Tabel analisis ragam dan uji lanjut Duncan perpanjangan putus

bionanokomposit kemasan 125

21.Tabel analisis ragam dan uji lanjut Duncan pertumbuhan bakteri

1

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Industri galvanis semakin berkembang seiring dengan kebutuhan masyarakat akan produk industri berbahan baku logam. Industri galvanis umumnya melibatkan proses pelapisan untuk mencegah terjadinya korosi. Logam yang biasa digunakan adalah logam seng (Sugiyarto et al. 2010). Jenis produk

industri galvanis diantaranya adalah bahan konstruksi, elektronik, alat transportasi, dan baja ringan untuk perumahan. Industri galvanis dengan metoda hot-dip menghasilkan produk utama berupa bahan besi yang dilapisi seng. Sektor industri

merupakan penghasil devisa negara non migas yang dapat digunakan untuk pembangunan. Meningkatnya sektor industri akan menghasilkan dampak, baik dampak positif maupun dampak negatif. Dampak positif diantaranya adalah meningkatkan devisa negara, lapangan kerja dan penggunaan bahan baku lokal. Industri juga mempunyai dampak negatif, yaitu menghasilkan hasil samping berupa limbah industri. Pada industri galvanis dengan sistim hot-dip, menghasilkan hasil samping berupa seng dross, abu seng dan scrap. Data dari

kementerian perindustrian menunjukkan terdapat 22 industri galvanis yang tersebar di berbagai tempat. Pada setiap industri galvanis sistim hot-dip rata –rata menghasilkan seng dross sebanyak 10% - 15% dari jumlah seng yang digunakan pada proses produksi pelapisan logam (Rao 2006; Prasad 2008). Seng dross mempunyai kandungan seng yang cukup tinggi, yaitu sebesar 90% - 98% (Maaβ

et al. 2011), sehingga selama ini seng dross dimanfaatkan sebagai bahan ekspor

ke berbagai negara, seperti terlihat pada Tabel 1 dan sebagian belum dimanfaatkan secara maksimal. Pada penelitian ini akan memanfaatkan seng dross sebagai seng asetat.

Dalam rangka memperkuat daya saing produk industri di tingkat global maka makin banyak industri yang melaksanakan produksi bersih. Produksi bersih adalah strategi pengelolaan lingkungan yang sifatnya mengarah pada pencegahan pencemaran dan pengelolaan limbah terpadu agar dapat diterapkan pada seluruh siklus produksi. Salah satu metode dalam penerapan produksi bersih adalah pemanfaatan hasil samping industri. Berbagai keuntungan dapat diperoleh dari pendekatan ini, antara lain mengurangi biaya produksi, mengurangi limbah yang dihasilkan, dan meningkatkan produktivitas (Indrasti et al. 2009). Pemerintah

telah mengatur tentang pemanfaatan limbah industri, yaitu pada Peraturan Menteri Lingkungan Hidup Nomor 02 tahun 2008 tentang pemanfaatan limbah bahan berbahaya dan beracun serta Peraturan Menteri Lingkungan Hidup No 18 tahun 2009, tentang pengelolaan limbah bahan berbahaya dan beracun (B3) tersebut baik untuk industri itu sendiri atau limbah tersebut diolah pihak lain. Berdasarkan peraturan pemerintah tersebut diharapkan industri galvanis dapat memanfaatkan hasil samping untuk menjadi produk dalam memenuhi kebutuhan masyarakat. Senyawa seng yang dapat digunakan diantaranya, adalah seng klorida dapat digunakan untuk pengawet kayu, seng nitrat digunakan untuk bahan baku pupuk dan unsur hara tanaman, serta seng asetat digunakan untuk obat-obatan dan bahan tambahan makanan (supplemen). Penelitian tentang pemanfaatan logam seng yang

2

2010), menggunakan reaktor membran elektrolisis (Ren et al. 2010), proses

hidrometalurgi dari abu furnace (Oustdakis 2010), proses hidrotermal dengan sulfidasi pada sludge (Liang et al. 2010).

Tabel 1 Data realisasi ekspor bahan yang mengandung seng tahun 2009-2013 (Nilai US $)

Negara 2009 2010 2011 2012 2013

Seng konsentrat

China 4.939.552 2.870.805 1.054.300 669.820 1.393.853

India 0 18.971 0 0 0

Korea selatan 770.000 0 0 0 0

Malaysia 4.360 0 0 0 0

Slag dan dross limbah industri baja

China 1.742.646 5.909.062 8.527.066 26.577.383 16.847.234

Malaysia 648 0 0 0 0

Thailand 61.536 0 0 0 0

Taiwan 15.445 0 0 0 0

Korea selatan 14.000 0 0 75.456 0

Itali 12.950 83.470 386.204 0 0

Abu & residu mengandung seng

China 0 0 0 23.622 331.955

Korea selatan 0 672 0 0 0

Singapura 0 0 0 376 0

Emirat Arab 0 2.853 0 0 0

Sumber: BPS diolah oleh pusdatin kementrian perdagangan (2014).

Hasil samping industri galvanis berupa seng dross mengandung kadar seng yang cukup tinggi, sehingga dapat dimanfaatkan untuk menjadi produk yang inovatif dengan menggunakan nanoteknologi. Nanoteknologi merupakan teknologi yang menggunakan skala nanometer atau satu per satu miliar meter (nm), sehingga materialnya bersifat unik dan lebih unggul dibanding dengan skala mikro (10-6) atau bulk. Nanomaterial disusun berdasarkan atom per-atom atau molekul per molekul, sehingga penggunaan bahan lebih efisien. Ukuran partikel dapat mempengaruhi sifat nanomaterial, diantaranya struktur, thermodinamika, elektronik, spektroskop, elektomagnetik dan bahan kimia penyusun (Rao et al.

2004).

Menurut Klabunde (2001) nanoteknologi dapat mempengaruhi perubahan pola pada bidang kehidupan, diantaranya: (1) Bidang farmasi, obat yang berukuran nanopartikel dapat langsung mempengaruhi pertumbuhan sel kanker dan selanjutnya obat tersebut dapat membunuh sel kanker; (2) Bidang pengobatan, obat yang berukuran nanopartikel mempunyai luas permukaan yang lebih besar dan mempunyai kelarutan yang tinggi, sehingga dapat cepat diserap oleh darah; (3) Bidang penyimpanan informasi, nanopartikel yang mempunyai sifat kontrol

magnetic coervicity dan absorpsi optikal dapat menyimpan data dengan baik,

3 pendingin, aplikasi magnetik yang berukuran nanopartikel dapat menjaga kondisi adiabatik dan mempengaruhi perubahan suhu. Alat pendingin akan berukuran kecil dan tidak menggunakan Freon dan HFC, sehingga akan bersifat ramah lingkungan; (5) Bidang komputer optikal, semikonduktor nanopartikel yang mempunyai sifat optikal dan magnetik, dapat diaplikasikan pada industri elektronik, sehingga akan menghasilkan komputer optikal; (6) Bidang insulator/keramik, keramik yang mengandung nanopartikel dapat berfungsi menggantikan material logam; (7) Bidang lingkungan, pada solar sel yang mengandung nanopartikel dapat menghasilkan listrik dan menghasilkan gas hidrogen. Pada proses remediasi, semikonduktor mengandung nanopartikel dapat menghilangkan polutan dengan menggunakan proses oksidasi dan reduksi. Pada proses penjernihan air, nanopartikel Fe dan Zn mempunyai reaktifitas yang tinggi dapat mendegradasi polutan berupa chlorocarbon dilingkungan, sehingga dapat

digunakan sebagai membran pada penjernihan air. Pada penyerapan bahan beracun, nano logam oksida mempunyai reaktifitas dan luas permukaan yang besar, sehingga dapat menyerap gas asam dan bahan organik polar yang dapat diaplikasikan sebagai adsorben; (8) Bidang katalitik, nanomaterial dapat digunakan sebagai katalis heterogen; (9) Bidang sensor, nanopartikel dapat

digunakan sebagai sensor untuk adsorpsi berbagai jenis gas, perubahan konduktifiti dan perubahan listrik; (10) Bidang elektrode, nano kristal logam

dapat digunakan sebagai transformer, karena mempunyai sifat coervicity rendah

dan magnetization saturation yang tinggi; (11) Bidang pengembangan polimer,

nanopartikel yang ditambahkan pada matrik polimer dapat meningkatkan sifat komposit polimer dan meningkatkan fungsi penggunaan bahan polimer.

Pengembangan nanoteknologi menjadi pusat perhatian seluruh dunia dalam kaitannya penerapan didunia industri. Pada saat ini terdapat beberapa produk industri yang telah menerapkan nanoteknologi, diantaranya dibidang elektronik, farmasi, kedokteran, konstruksi, pangan, tekstil dan keramik. Pengembangan pengetahuan dasar rekayasa unit operasi dapat digunakan dalam pembuatan nanomaterial secara terintegrasi, sehingga akan menghasilkan suatu produk dengan kemurnian tinggi dan proses sintesa dengan biaya murah. Salah satu

material yang banyak digunakan dalam aplikasi nanoteknologi adalah nano seng oksida, dikarenakan nano seng oksida mempunyai sifat fotokatalisator (Patrinov et al. 2013), semi konduktor (Nuryetti et al. 2012), antimikroba (Silvetree et al.

2011), tabir surya (Cao et al. 2010) dan antibakteri (Gordon et al. 2011).

4

rahasia dan uang kertas, sebagai antimikroba untuk bahan baku pembuatan semen gigi, sebagai tabir surya untuk kosmetik dan dapat juga digunakan sebagai fotokatalitik untuk material film penahan cahaya matahari atau penahan panas (Rohman et al. 2012). Berdasarkan banyaknya kegunaan dari nano seng oksida

tersebut, terdapat beberapa penelitian tentang nano seng oksida, diantaranya adalah penggunaan seng oksida nanopartikel untuk menghasilkan tekstil antimikroba (Rajendran et al. 2010), anti ultraviolet pada BSA (Cao et al. 2010),

kemasan nanokomposit mengandung perak dan seng oksida untuk inactivasi Lactobacillus plantarum pada jus jeruk (Emamnifar et al. 2011), UV-stabilizer

untuk lapisan aromatik polyurethane (Rashvand et al. 2011), kinetik isothermal,

morfologi dan sifat mekanik pada karet (Akhlagi et al. 2011), fotobioremediasi

logam berat ( Banerje et al. 2012).

Nanoteknologi memiliki potensi dapat meningkatkan nilai tambah produk industri pangan, diantaranya pada pemrosesan pangan, produk pangan, pengawasan pangan, kemasan pangan. Salah satu aplikasi nanoteknologi adalah nanomaterial untuk bahan kemasan. Nanomaterial terdiri dari bahan komposit dan nanopartikel, nanopartikel dapat berfungsi meningkatkan sifat-sifat mekanis, lebih ringan, meningkatkan daya tahan terhadap bahan kimia dan panas serta merubah interaksinya dengan sinar dan radiasi lain serta mencegah kontaminasi mikroba (Winarno 2009).

Nanopartikel yang biasa digunakan dalam material nano komposit kemasan adalah perak oksida, seng oksida dan magnesium oksida. Nanopartikel perak oksida sudah banyak digunakan pada kemasan pangan, tapi harganya cukup mahal. Nanopartikel seng oksida juga efektif dalam menghancurkan mikroorganisme, harganya jauh lebih murah untuk diproduksi dibandingkan dengan nanopartikel perak (Winarno 2010). Keuntungan utama kemasan yang mengandung nanopartikel logam oksida tersebut adalah dapat bersifat seperti halnya bahan yang mengandung antiseptik, yaitu berfungsi untuk mematikan mikroorganisme (kapang, jamur dan bakteri) secara langsung pada saat mikroba kontak dengan bahan kemasan. Penggunaan bahan kemasan bersifat antimikroba diprediksi akan semakin meningkat dimasa depan, terutama untuk bidang pangan, kesehatan, farmasi dan kosmetik. Kemasan yang mengandung nano seng oksida dapat berfungsi sebagai antimikroba. Berdasarkan peraturan Kepala Badan Pengawasan Obat dan Makanan Republik Indonesia. Nomor : HK 00.05.55.6497, menunjukkan bahwa senyawa seng diperbolehkan penggunaannya pada bahan tambahan untuk kemasan pangan. Kemasan antimikroba merupakan kemasan yang mengandung bahan aktif antimikroba, mempunyai fungsi untuk meminimalkan pertumbuhan mikroorganisme didalam kemasan untuk memperpanjang umur simpan produk dan meningkatkan keamanan kemasan.

5 umur simpan yang cukup lama, mempunyai dampak yang dapat menimbulkan penyakit pada konsumen. Dengan adanya kemasan antimikroba maka produk yang dikemas akan mempunyai umur simpan yang lama, tetapi produk tetap mempunyai kualitas yang baik, tanpa menggunakan bahan pengawet.

Tabel 2 Data realisasi impor seng oksida tahun 2009 – 2013 ( Nilai US $)

Negara 2009 2010 2011 2012 2013

Taiwan 1.960.593 2.874.169 3.801.732 4.509.147 4.843.641 Korea 1,699,154 2.779.292 3.373.038 2.772.704 3.374.406

Mexico 1.030.317 815.845 0 666.349 1.319.596

India 1.587.867 3.018.375 4.083.711 4.036.725 1.631.789 China 657.867 3.178.699 3.772.664 3.666.619 3.800.477

Thailand 1.302.380 1.081.918 14.354 0 2.723

Vietnam 5.900 23.384 29.074 247.562 694.500

Turki 0 114.977 336.698 255.280 260.815

Jepang 289.754 527.591 635.021 740.360 428.876

Jerman 11.927 62.569 63.599 246.062 134.268

Singapore 131.940 112.436 75.111 9.845 1.202

Amerika serikat 160.188 127.520 177.209 190.027 30.801

Australia 0 0 2.555 456 0

Malaysia 136.423 250.454 291.834 218.572 151.901

Inggris 0 0 0 116 0

Sumber : BPS diolah Pusdatin Kementerian Perdagangan (2014)

6

terhadap lingkungan, maka masyarakat membutuhkan bahan kemasan plastik yang ramah lingkungan.

Plastik ramah lingkungan dapat dibuat dari biopolimer, contohnya pati tumbuh-tumbuhan, misalnya pati tapioka. Indonesia merupakan negara penghasil singkong atau pati tapioka, berdasarkan data BPS tahun 2011 menunjukkan produksi tapioka adalah 4 -5 juta ton pertahun. Indonesia merupakan negara ketiga penghasil singkong terbesar didunia setelah Brasil dan Thailand. Potensi pengembangan singkong di Indonesia cukup besar mengingat lahan yang tersedia masih cukup luas terutama lahan di dataran rendah dan dataran tinggi disekitar hutan. Daerah - daerah penghasil singkong diantaranya adalah : Jawa timur, Jawa tengah, Lampung, Sumatera Selatan, Sulawesi tenggara, Maluku dan Yogyakarta. Pemanfaatan singkong terdiri dari 65% untuk pangan, 20% untuk pakan ternak dan 15 % untuk bahan baku industri. Produk industri turunan dari singkong pada saat ini terintegrasi dengan industri tepung tapioka, jadi perlu dikembangkan industri hilirnya lagi yang menghasilkan produk dengan nilai ekonomi lebih atau memilki nilai tambah yang tinggi, misalnya menghasilkan produk-produk bahan kemasan, bahan bakar dan bahan kimia (Atmawinata et al. 2011).

Plastik dengan bahan dasar biopolimer mempunyai beberapa keuntungan seperti: ketersediaannya melimpah, terbarukan, biodegradabel, ringan dan kuat. Bionanokomposit merupakan bahan kemasan yang menggunakan biopolimer dan salah satu komponennya mempunyai ukuran nanopartikel, yang bertujuan untuk mendapatkan material baru dan fungsional. Penggunaan bionanokomposit diharapkan mampu mengurangi limbah plastik pada lingkungan.

Penelitian ini bertujuan untuk mendapatkan rekayasa proses sintesa nano seng oksida dari hasil samping industri galvanis sebagai bionanokomposit kemasan antimikroba.

Perumusan Masalah

Industri galvanis sistim hot-dip menghasilkan hasil samping berupa seng dross. Pada saat ini seng dross belum dimanfaatkan secara maksimal. Padahal banyak kebutuhan masyarakat yang membutuhkan unsur seng, diantaranya adalah untuk pembuatan nano seng oksida. Proses nano seng oksida dapat dibuat dengan menggunakan nanoteknologi, baik secara proses kimia maupun proses fisika. Dalam memanfaatkan seng yang berasal dari seng dross, maka proses yang digunakan adalah proses kimia. Proses pengambilan seng dari seng dross dengan melakukan proses hidrometalurgi, sehingga akan menghasilkan seng asetat. seng asetat dapat berfungsi sebagai precursor dalam proses sintesa nano seng oksida,

7 lingkungan, maka polimer yang digunakan adalah polimer bersifat alami, sehingga akan menghasilkan bahan kemasan harus bersifat biorenewable dan biodegradable.

Pemanfaatan hasil samping industri galvanis berupa seng dross, memerlukan beberapa penelitian sebagai berikut:

(1). Melakukan proses ekstraksi seng dross dengan menggunakan asam asetat. (2). Merekayasa sintesa proses nano seng oksida untuk mendapatkan seng oksida

yang berukuran nanopartikel.

(3). Pengembangan pembuatan bionanokomposit dengan menggunakan nano seng oksida .

(4). Aplikasi penggunaan bionanokomposit pada kemasan antimikroba. Tujuan Penelitian

1. Mendapatkan kondisi proses ekstraksi seng asetat dari seng dross

2. Mendapatkan metode dan kondisi proses sintesa nano seng oksida menggunakan seng asetat sebagai precursor.

3. Mendapatkan Komposisi bionanokomposit dengan menggunakan nano seng oksida.

4. Mendapatkan Komposisi bionanokomposit sebagai kemasan antimikroba. Ruang Lingkup Penelitian

Ruang lingkup penelitian rekayasa proses nano seng oksida dari hasil samping industri galvanis untuk bionanokomposit kemasan antimikroba, meliputi beberapa penelitian :

1. Proses ekstraksi seng asetat dari seng dross .

2. Rekayasa proses sintesa nanopartikel seng oksida dengan precursor seng

asetat. Metode yang digunakan adalah proses sol-gel - sonokimia - kalsinasi.

3. Pengembangan bionanokomposit dengan menggunakan bahan aditif nano seng oksida dari hasil samping industri galvanis.

4. Aplikasi bionanokomposit mengandung nano seng oksida sebagai kemasan antimikroba untuk produk daging.

Nilai Kebaruan Penelitian Nilai kebaruan penelitian ini terletak pada:

1. Pemanfaatan hasil samping industri galvanis dalam bentuk seng dross menjadi seng asetat sebagai precusor.

2. Rekayasa proses sintesa nano seng oksida dari hasil samping industri

galvanis menjadi nano seng oksida untuk kemasan pangan.

3. Pengembangan bionanokomposit menggunakan nano seng oksida dari hasil samping industri galvanis.

8

Manfaat Penelitian

9

METODOLOGI PENELITIAN

Kerangka Pemikiran

Industri galvanis dalam melakukan program produksi bersih dengan cara memanfaatkan hasil samping industri. Meningkatnya kebutuhan masyarakat akan produk dari industri galvanis, maka akan meningkatkan juga hasil samping industri berupa limbah industri galvanis. Pada industri galvanis sistim hot dip, seng merupakan bahan pelapis untuk besi. Bahan pelapis berupa seng konsentrat dalam bentuk balok yang dipanaskan pada suhu 435o C – 450o C, hingga mencair dan dapat melapisi besi. Setelah proses pelapisan, maka seng yang tersisa akan mengapung, dan harus dikeluarkan dari tempat proses pelapisan. Hasil samping ini disebut seng dross. Hasil samping yang dihasilkan berupa padatan dan potensinya cukup banyak

Pemanfaatan hasil samping industri galvanis bertujuan untuk meningkatkan nilai tambah hasil samping industri galvanis tersebut. Pada proses peningkatan nilai tambah, perlu diidentifikasi jenis dan komposisi, sehingga akan diperoleh metode pemanfaatan yang terbaik. Penelitian tentang peningkatan nilai tambah seng dross belum banyak dikaji oleh peneliti. Penelitian terdahulu yang telah dilakukan adalah pemanfaatan hasil samping industri galvanis berupa seng dross dengan sistem amoniacal ammonium chloride (NH3-NH4Cl) (Huajun et al. 2008), seng dross dengan asam sulfat ( Barakat 1999), seng dross dengan asam asetat dan asam sulfat ( Rabah et al. 1995).

Hasil samping industri galvanis jenis seng dross mempunyai kadar seng yang cukup tinggi, menurut Maaβ et al. (2011) sebesar 90% - 98%.

Nanoteknologi diharapkan dapat memanfaatkan potensi kadar seng ini, sehingga dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan nano seng oksida, yang pada saat ini pembuatan nano seng oksida dari bahan kimia komersil. Pada penelitian ini, pemanfaatan seng dross dengan menggunakan asam asetat glasial, bertujuan untuk mendapatkan seng asetat yang akan digunakan sebagai precursor untuk proses

sintesa nano seng oksida. Nanoteknologi merupakan proses yang bertujuan untuk mendapatkan material yang berukuran nanometer. Proses nanoteknologi dapat dilakukan dengan 2 metode, yaitu dengan metode top-down dan metode bottom-up. Metode top-down merupakan metode dengan menggunakan proses fisika,

sedangkan metode bottom-up merupakan metode yang menggunakan proses kimia.

Pada penelitian ini diharapkan mendapatkan seng oksida yang berukuran nano partikel, sehingga dibutuhkan rekayasa proses sintesa nano seng oksida. Metode yang digunakan adalah metode secara bottom-up, yaitu dengan menggunakan

seng asetat hasil dari ekstraksi seng dross sebagai sumber dari kandungan seng yang diperlukan dalam pembentukan nano seng oksida.

10

yang berpotensi menghasilkan bahan polimer alami, diantaranya tanaman singkong yang menghasilkan pati tapioka. Sehingga Indonesia berpotensi untuk pengembangan bahan yang menggunakan polimer alami, misalnya bahan kemasan. Bahan kemasan yang menggunakan polimer alami dan nano seng oksida, akan terbentuk bahan kemasan yang berupa bionanokomposit. Bahan ini bersifat ramah lingkungan dan berfungsi sebagai antimikroba.

Penelitian ini bermanfaat bagi industri dalam penanganan lingkungan melalui program pemanfaatan hasil samping industri dan dapat bermanfaat juga bagi masyarakat, baik secara ekonomi maupun secara sosial. Diagram kerangka pemikiran dari penelitian ini secara keseluruhan “Rekayasa proses sintesa nano seng oksida dari hasil samping industri galvanis sebagai bionanokomposit kemasan antimikroba “ dapat dilihat pada Gambar 1.

a

Gambar 1. Kerangka Pemikiran Penelitian Menganalisis pemanfaatan seng oksida dari hasil samping

11

Tahapan Penelitian

Penelitian ini dilaksanakan dalam beberapa tahap penelitian utama yang dilaksanakan secara berurutan. Tahapan penelitian ini adalah sebagai berikut :

Penelitian pendahuluan terdiri dari dua tahapan, yaitu 1) analisis komponen bahan baku seng dross. 2) Pengecilan ukuran bahan baku.

Penelitian tahap pertama adalah proses ekstraksi seng dross dengan asam asetat glasial, bertujuan untuk mendapatkan seng asetat dengan kondisi proses yang optimum, metode yang digunakan merupakan modifikasi dari metode Barakat et al (1999). Faktor yang dapat mempengaruhi proses ekstraksi adalah

suhu, waktu dan konsentrasi pelarut. Suhu yang ditetapkan adalah (130o _{C, 150}o _C dan 170o _{C), waktu (1 jam, 2 jam dan 3 jam) dan konsentrasi asam asetat glasial} (20%, 40% dan 60%). Analisis yang dilakukan untuk mendapatkan seng asetat yang terpilih adalah rendemen, kadar seng, kristal dan kelarutan.

Penelitian tahap kedua adalah proses sintesa nano seng oksida yang bertujuan, untuk mendapatkan nano seng oksida dengan menggunakan metode sol-gel, sonokimia dan kalsinasi dengan kondisi proses yang optimum. Faktor yang mempengaruhi pada proses sonokimia adalah waktu sonikasi dan faktor yang mempengaruhi pada proses sol-gel adalah pH. Pada proses ini ditetapkan waktu sonikasi adalah 45 menit, 60 menit dan 75 menit dan pH adalah 8, 10, 12. Analisis yang dilakukan untuk mendapatkan nano seng oksida yang terpilih adalah rendemen, komposisi, ukuran partikel, struktur kristal dan morfologi.

Penelitian tahap ketiga adalah pengembangan bionanokomposit, bertujuan untuk mendapatkan formulasi bionanokomposit dengan menggunakan nano seng oksida. Faktor yang mempengaruhi dalam pembentukan bionanokomposit adalah polimer sintetis yang digunakan dan bahan aditif yang ditambahkan. Sehingga pada proses ini ditetapkan konsentrasi polivinil alkohol (0,5%, 1,0% dan 1,5%) dan konsentrasi nano seng oksida (0,05%, 0,10% dan 0,15%). Analisis yang dilakukan untuk mendapatkan bionanokomposit yang terpilih adalah sifat mekanis, morfologi dan biodegradasi.

Penelitian tahap keempat adalah penggunaan bionanokomposit kemasan antimikroba, bertujuan untuk mendapatkan formulasi bionanokomposit sebagai kemasan antimikroba untuk daging. Faktor yang mempengaruhi adalah jumlah bahan aditif sebagai antimikroba yang digunakan dan lama waktu penyimpanan. Pada proses ini ditetapkan konsentrasi nano seng oksida ( 0%, 1%, 2%, 3% dan 4%) dan waktu penyimpanan (2 hari, 4 hari, 6 hari dan 8 hari). Analisis yang dilakukan untuk mendapatkan bionanokomposit sebagai kemasan antimikroba adalah sifat mekanis, antimikroba, pH, warna, bau dan pertumbuhan mikroba.

12

13

Metode Penelitian dan Analisis Data

Metode penelitian ini dimulai dengan melakukan kunjungan ke industri galvanis didaerah Cikarang. Industri ini menghasilkan hasil samping berupa seng dross, abu seng dan scrap. Pada kunjungan ini dilakukan diskusi dengan para

industriawan setempat tentang penanganan hasil samping pada industri dan pengambilan bahan penelitian. Untuk memperkuat analisis dilakukan pengambilan data sekunder dengan metode desk study berupa penelusuran

literatur. Analisis dan pengolahan data yang diperoleh dilakukan dengan metode statistik.

Tempat dan Waktu

Penelitian telah dilaksanakan di Laboratorium Lingkungan Balai Besar Kimia dan Kemasan. Laboratorium pengujian Badan Tenaga Atom Nasional. Laboratorium Instrumen, Fisika FMIPA IPB. Laboratorium Instrumen Fisika FMIPA ITB. Laboratorium Kimia FMIPA Kimia UGM. Laboratorium Kemasan Dept TIN IPB. Laboratorium Terapan Dasar Dept TIN IPB.

Penelitian ini dilakukan dari bulan Februari 2013 sampai Agustus 2014

Ekstraksi Seng Asetat dari Seng Dross Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi seng dross dari hasil samping industri galvanis dengan proses hot-dip dari kawasan Cikarang, asam

asetat glasial (Merck), asam nitrat (Merck), larutan standar seng, seng asetat (Merck), aquades, dan bahan kimia untuk analisis.

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah pengecil partikel (crusher),

gunting logam, saringan, peralatan gelas, oven memmert, pemanas listrik selecta multimatic 5N, magnetic stirrer magsuda SM 60N, pendingin tegak, stopwatch seiko, neraca analitik satorius BSA 2245-CW, pengaduk, termometer, saringan

gooch, Atomic Absorption Spectrofotometer (AAS) Shimatsu, X-Ray Diffraction (XRD) GPC type Emma.

Metode Penelitian

Penelitian dilakukan dalam 3 tahap, yaitu (1) Tahap pengecilan seng dross, (2) tahap proses ekstraksi, (3) tahap analisis hasil.

Tahap Pengecilan Partikel. Seng dross dipanaskan menjadi bentuk lempengan, kemudian lempengan digunting, dan selanjutnya seng dikecilkan ukurannya, sehingga menghasilkan partikel kecil berukuran ± 100 mesh. Serbuk seng kemudian diayak untuk memperoleh ukuran partikel seragam.

14

terbentuk dan cairan dengan cara penyaringan. Diagram proses dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3 Diagram alir proses ekstraksi seng asetat dari seng dross

Tahap Analisis Hasil. Hasil ekstraksi. kristal seng asetat yang terbentuk dianalisis dengan menggunakan Atomic Absorption Spectrofotometer(AAS) untuk

mengetahui konsentrasi seng yang terdapat di dalam kristal seng asetat. Selain itu, kristal seng asetat dikarakterisasi menggunakan X-ray Diffraction (XRD) untuk

mengidentifikasi kristal seng asetat yang terbentuk. Pengecilan partikel

Proses ekstraksi Suhu (o C) = 130, 150,170 Waktu (jam) = 1, 2, 3

Konsentrasi asam asetat (%) = 20, 40, 60

Penyaringan

Pengeringan, suhu 30o _C

Karakterisasi hasil : AAS, XRD

Selesai

Analisis Mulai

seng dross

Asam asetat glasial dan aquades

15 Rancangan Percobaan

Rancangan percobaan pada tahap ini menggunakan rancangan acak lengkap faktorial yang terdiri dari tiga faktor, yaitu suhu yang digunakan dengan tiga taraf (130o _{C, 150}o _{C, 170}o _{C) (faktor A) dan konsentrasi asam asetat glasial} yang digunakan dengan tiga taraf (20%, 40%, 60%) (Faktor B), serta waktu proses ekstraksi yang digunakan dengan tiga taraf ( 1 jam, 2 jam, 3 jam ) (faktor C) dengan 2 ulangan, apabila terdapat pengaruh nyata dilanjutkan dengan uji Duncan’s multiple range test (DMRT) pada jenjang nyata 5%. Model umum rancangan percobaan yang digunakan dalam tahap ini adalah sebagai berikut : Yijkl = µ + Ai + Bj + Ck + (AB)ij + (BC)jk + (AC)ik + (ABC)ijk +Ɛijkl

Dimana :

Yijkl = Nilai respon yang diamati µ = Efek rata-rata yang sebenarnya

Ai = Pengaruh suhu dari taraf ke-i i = (130o C, 150o C, 170o C )

Bj = Pengaruh konsentrasi asam asetat glasial dari taraf kej j = (20%, 40% , 60%)

Ck = Pengaruh waktu dari taraf k k = (1 jam, 2 jam, 3 jam) (AB)ij = Pengaruh interaksi taraf ke-i faktor A dan taraf ke-j faktor B

(BC)jk = Pengaruh interaksi taraf ke-j faktor B dan taraf ke-k faktor C (AC)ik = Pengaruh interaksi taraf ke-i faktor A dan taraf ke-k faktor C (ABC)ijk = Pengaruh interaksi antara suhu taraf ke-i, konsentrasi taraf ke-j,

waktu taraf ke-k Ɛijkl = Galat percobaan

Rekayasa Proses Sintesa Nano Seng Oksida Menggunakan Seng Asetat Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi seng asetat dari hasil samping industri galvanis, aquades, natrium hidroksida (Merck), metanol (Merck) dan bahan kimia untuk analisis.

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah sonikator CT. chromtech sound enclosure, oven memmert, tanur yamato muffle furnace FP 32, magnetic stirrer magsuda SM 60N, peralatan gelas, thermometer, neraca analitik Sartorius

BSA 2245-CW, pH meter horiba D52, stopwatch Seiko, cawan, Partikel Size Analysis (PSA) Vasco, X-Ray Diffraction (XRD)GPC type Emma, Transmission Electron Microscope (TEM) JEOL JEM 1400, Scanning Electron Microscope (SEM)dan Electron Dispersive Spectroscopy (EDS) Philips type SEM 515.

Metode Penelitian

16

Tahap Proses Sintesa Nano Seng Oksida.

Seng asetat sebanyak 10 g dilarutkan dalam metanol 100 ml, diaduk selama 15 menit, kemudian disaring. Larutan seng asetat disonikasi selama 30 menit. Larutan seng asetat ditambahkan larutan natrium hidroksida 10% sesuai dengan pH yang ditentukan yaitu pH 8, pH 10, pH 12, disonikasi kembali dengan ketentuan selama 15 menit, 30 menit dan 45 menit. Larutan diendapkan selama 24 jam, pisahkan endapan dan cairan, endapan dikeringkan dioven pada suhu 100o _C selama 8 jam, selanjutnya di kalsinasi pada suhu 800o C selama 3 jam. Diagram proses dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4 Diagram alir proses sintesa nano seng oksida dari seng asetat Proses pelarutan seng asetat

Pengadukan 30 menit

Proses Sintesa nanopartikel Waktu sonikasi pertama = 30 menit pH : 8, 10, 12.

Waktu sonikasi : 15, 30, 45 menit

Pengendapan selama 24 jam Pemisahan endapan

Pengeringan Suhu = 100 o_{C; Waktu = 8 jam}

Kalsinasi

Suhu = 800 o _{C; waktu = 3 jam} Penghalusan partikel

Karakterisasi hasil :

PSA, XRD, SEM, TEM, EDS

Selesai

Seng asetat dari seng dross

Metanol

Natrium hidroksida 10%

Cairan

17

Tahap Karakterisasi Nano Seng Oksida.

Hasil proses sintesa nano seng oksida yang terbentuk dianalisis ukuran partikel dengan menggunakan Particle Size Analysis (PSA), Identifikasi kristal

nano seng oksida yang terbentuk digunakan X-Ray Diffraction (XRD) dan

mengetahui morfologi permukaan dan kandungan senyawa kimia yang terbentuk digunakan Scanning Electron Microscope dan Electron Dispersive Spectroscopy (SEM-EDS), serta mengetahui struktur dan ukuran partikel yang terbentuk

digunakan Transmission Electron Microscope (TEM).

Rancangan Percobaan

Rancangan percobaan pada tahap ini menggunakan rancangan acak lengkap faktorial yang terdiri dari dua faktor yaitu waktu sonikasi yang digunakan tiga taraf (45 menit, 60 menit, 75 menit ) (faktor D) dan pH yang digunakan tiga taraf (8, 10, 12 ) (faktor E) dengan 2 ulangan. Apabila terdapat pengaruh nyata dilanjutkan dengan uji Duncan’s multiple range test (DMRT) pada jenjang nyata 5%. Model umum rancangan percobaan yang digunakan dalam tahap ini adalah sebagai berikut :

Yijk = µ + Di + Ej + (DE)ij + Ɛ ijk Dimana :

Yijk = Nilai pengamatan akibat pengaruh waktu taraf i dan pH taraf ke-j pada ulangan ke (k= 1, 2)

µ = Rata-rata sebenarnya

Di = Pengaruh waktu sonikasi pada taraf ke-i i= (45 menit, 60 menit, 75 menit)

Ej = Pengaruh pH pada taraf ke-j j= ( 8, 10, 12)

(DE)ij = Pengaruh waktu sonikasi pada taraf ke-i dan pH pada taraf ke-j Ɛijk = galat percobaan

Pengembangan Bionanokomposit Nano Seng Oksida

Bahan dan Alat

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi nano seng oksida (hasil dari sintesa seng asetat dari seng dross), tepung tapioka, polivinil alkohol (PVOH) dari Bratachem, karagenan, gliserol dari Bratachem, aquades dan bahan kimia untuk analisis.

Alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi oven memmert, magnetik stirrer magsuda SM 60N, pemanas listrik selecta multimatic 5N, peralatan gelas,

18

Metode Penelitian

Penelitian ini dilakukan dalam 2 tahap, yaitu tahap proses pembuatan film bionanokomposit dan tahap karakterisasi hasil.

Gambar 5 Diagram alir proses pembuatan bionanokomposit dengan menggunakan nano partikel seng oksida

Mulai

Pengadukan 1 jam Pengadukan 15 menit

Pemanasan dan pengadukan

Pemanasan 70o _{C dan pengadukan} Proses blending suhu 125o C

Pencetakan

Pengeringan suhu 50o _{C, 48 jam} Pendinginan 27o _{C, 12 jam}

Karakterisasi hasil : Sifat mekanis, SEM, Biodegradasi

Selesai

Nano seng oksida dari hasil samping industri galvanis

aquades gliserin karagenan Polivinil alkohol & tapioka

19 Tahap Proses Pembuatan Film Bionanokomposit

Dalam tahapan ini dilakukan proses pembuatan film bionanokomposit, dengan variabel konsentrasi polivinil alkohol (0,5%, 1% dan 1,5%) dan konsentrasi nano seng oksida (0,05%, 0,10% dan 0,15%). Tapioka sebanyak 5%, Gliserol 1% dan karagenan 1%. Aquades sebanyak 100 ml ditambah nanopartikel seng oksida, diaduk selama 1 jam, ditambah gliserin 1% diaduk selama 15 menit, ditambah karagenan 1% diaduk selama 15 menit. Larutan dipanaskan selanjutnya ditambah polivinil alkohol. Pada saat suhu 70o _{C ditambah tapioka 5%.} dipanaskan pada suhu 125o C sampai terjadi gelatinasi sempurna. dituang pada cetakan dengan ukuran 30 cm x 20 cm. Dikeringkan di oven pada suhu 50o _C selama 48 jam. Didinginkan pada suhu 27o _{C. Dilepaskan film dari cetakan,} disimpan dalam desikator. Diagram alir dapat dilihat pada Gambar 5.

Tahap Karakterisasi Film Bionanokomposit

Film bionanokomposit yang terbentuk dianalisis sifat mekanis untuk mengetahui kuat tarik (tensile strength) dan perpanjangan putus( elongasi), dianalisis

morfologi untuk mengetahui posisi nanopartikel seng oksida pada film bionanokomposit dan dianalisis degradasi bionanokomposit dengan metode pemendaman (burial).

Rancangan Percobaan

Rancangan percobaan pada tahap ini menggunakan rancangan acak lengkap faktorial yang terdiri dari dua faktor, yaitu konsentrasi polivinil alkohol yang digunakan tiga taraf (0,5%, 1,0%, 1,5%) (faktor F) dan konsentrasi nano seng oksida yang digunakan tiga taraf (0,05%, 0,10%, 0,15%) (faktor G) dengan 2 ulangan. Apabila terdapat pengaruh nyata dilanjutkan dengan uji Duncan’s multiple range test (DMRT) pada jenjang nyata 5%. Model umum rancangan percobaan yang digunakan dalam tahap ini adalah sebagai berikut :

Yijk = µ + Fi +Gj + (FG)ij +Ɛijk Dimana :

Yijk = Nilai pengamatan akibat pengaruh konsentrasi polivinil alkohol taraf ke-i dan konsentrasi nano seng oksida taraf ke-j pada ulangan ke (k= 1,2)

µ = rata-rata umum

Fi = konsentrasi polivinil alkohol pada taraf ke-i i= (0,5%, 1,0%, 1,5% )

Gj = pengaruh konsentrasi nano seng oksida taraf ke-j j= (0,05%, 0,10%, 0,15% )

(FG)ij = pengaruh konsentrasi polivinil alkohol pada taraf ke-i dan konsentrasi nano seng oksida pada taraf ke-j

Ɛijk = galat percobaan

Rancangan Percobaan Degradasi Bionanokomposit

20

tiga taraf (0,5%, 1%, 1,5%) (faktor F) dan konsentrasi nano seng oksida dengan tiga taraf (0,05%, 0,10%, 0,15%) (Faktor G), serta waktu degradasi dengan dua taraf (2 minggu, 4 minggu) (faktor H) dengan 2 ulangan, apabila terdapat pengaruh nyata dilanjutkan dengan uji Duncan’s multiple range test (DMRT) pada jenjang nyata 5%. Model umum rancangan percobaan yang digunakan dalam tahap ini adalah sebagai berikut :

Yijkl = µ + Fi +Gj +Hk + (FG)ij + (GH)jk + (FH)ik + (FGH)ijk +Ɛijkl Dimana :

Yijkl = Nilai pengamatan akibat pengaruh konsentrasi polivinil alkohol taraf ke-i, konsentrasi nano seng oksida taraf ke-j dan waktu degradasi taraf ke- k pada ulangan ke (l = 1, 2)

µ = Rata-rata yang sebenarnya

Fi = Pengaruh konsentrasi polivinil alkohol dari taraf ke-i i = (0,5%, 1,0%, 1,5% )

Gj = Pengaruh konsentrasi nano seng oksida dari taraf ke- j j = (0,05%, 0,10%, 0,15%)

Hk = Pengaruh waktu pemendaman dari taraf ke- k (k = 2 minggu,4 minggu)

(FG)ij = Pengaruh interaksi taraf ke-i faktor F dan taraf ke-j faktor G (GH)jk = Pengaruh interaksi taraf ke-j faktor G dan taraf ke-k faktor H (FH)ik = Pengaruh interaksi taraf ke-i faktor F dan taraf ke-k faktor H (FGH)ijk = Pengaruh interaksi antara konsentrasi polivinil alkohol taraf ke-i,

konsentrasi nano seng oksida taraf ke-j dan waktu pemendaman taraf ke-k,

Ɛijkl = Galat percobaan

Penggunaan Bionanokomposit Kemasan Antimikroba .

Bahan dan Alat

Nutrien agar, daging segar dari pemotongan hewan di daerah Bekasi, kultur bakteri E. coli, Eosin Metilen Blue (EMB), NaCl, nutrient broth, tapioka, gliserol

dari Bratachem, karagenan, polivinil alkohol dari Bratachem.

Cawan petri, kertas lakmus, pisau, lemari pendingin Panasonic, neraca analitis Sartorius, incubator Philips, jangka sorong, mikroskop Nikon, kaca

pembesar, oven Memmert, magnetik stirrer Magsuda SM 60N, pemanas listrik

Selecta multimatic 5N, peralatan gelas, cetakan dari kaca, pengaduk, neraca analitis Sartorius BSA 2245-CW, alat analisis kuat tarik, panjang putus dan

jangka sorong. Metode Penelitian

21 Tahap Pembuatan Bionanokomposit Antimikroba

Dalam tahapan ini dilakukan proses pembuatan film bionanokomposit, dengan konsentrasi polivinil alkohol 1% dan konsentrasi nano seng oksida (0%, 1%, 2%, 3% dan 4%). Tapioka sebanyak 5%, Gliserin 1%, karagenan 1% dan polivinil alkohol 1%. Aquades sebanyak 100 ml ditambah nanopartikel seng oksida, diaduk selama 1 jam, ditambah gliserin 1% diaduk selama 15 menit, ditambah karagenan 1% diaduk selama 15 menit. Larutan dipanaskan selanjutnya ditambah polivinil alkohol. Pada saat suhu 70o _{C ditambah tapioka 5%. Dipanaskan pada suhu 125}o _C sampai terjadi gelatinasi sempurna. Dituang pada cetakan dengan ukuran 30 cm x 20 cm. Dikeringkan di oven pada suhu 50o _{C selama 48 jam. Didinginkan pada} suhu 27o _{C. dilepas film dari cetakan, disimpan dalam desikator. Diagram alir} dapat dilihat pada Gambar 6.

aging segar D

Gambar 6 Diagram alir penggunaan film bionanokomposit nano seng oksida sebagai kemasan antimikroba

Mulai

Pembuatan bionanokomposit

Proses penyimpanan Suhu = 9o _C

Waktu (hari) = 2,4,6, 8

Konsentrasi nano seng oksida (%) : 0,1, 2, 3, 4

Analisis Mutu daging

Warna, bau, pH, bakteri E. coli

Selesai Nano seng oksida

22

Tahap Analisis Pertumbuhan Bakteri Dengan Metode Zona Bening

Natrium agar dimasukkan kedalam cawan petri steril lebih kurang 20 ml, lalu

dipadatkan. Setelah padat ditambahkan 0,1 ml kultur bakteri E. coli, lalu

disebarkan dengan menggunakan batang penyebar. Film bionanokomposit seng oksida dengan kandungan nano seng oksida (0%, 1%, 2%, 3% dan 4%) dipotong dalam bentuk lingkaran. Setelah itu diletakkan diatas media agar, kemudian disimpan pada suhu lebih kurang 37o _{C selama 2 hari, selanjutnya dilakukan} pengamatan.

Tahap Bionanokomposit Nano Seng Oksida Sebagai Kemasan Daging.

Daging segar dipotong sebesar 2x2 cm, dianalisis kandungan bakteri E. coli, pH,

warna daging dan bau daging. Daging dibungkus dengan menggunakan film bionanokomposit nano seng oksida. Film yang digunakan adalah yang mengandung nano seng oksida (0 %, 1 %, 2 %, 3 % dan 4 %). Selanjutnya daging kemasan disimpan dalam lemari pendingin pada suhu 9o _{C. Waktu penyimpanan} dilakukan selama (2 hari, 4 hari, 6 hari dan 8 hari). Selama penyimpanan dilakukan pengamatan terhadap kandungan bakteri E. coli, pH daging, warna

daging dan bau daging.

Rancangan Percobaan pada Bionanokomposit

Rancangan percobaan pada tahap ini menggunakan rancangan acak lengkap faktorial yang terdiri dari satu faktor, yaitu konsentrasi nano seng oksida yang digunakan lima taraf (0%, 1%, 2%, 3%, 4%) (faktor I) dengan 2 ulangan. Apabila terdapat pengaruh nyata dilanjutkan dengan uji Duncan’s Multiple Range Test (DMRT) pada jenjang nyata 5%. Model umum rancangan percobaan yang digunakan dalam tahap ini adalah sebagai berikut :

Yijk = µ + Ii +Ɛij Dimana :

Yij = Nilai pengamatan akibat pengaruh konsentrasi nano seng oksida taraf ke-i pada ulangan ke j (j=1, 2)

µ = Rata-rata sebenarnya

Ii = pengaruh konsentrasi nano seng oksida pada taraf ke-i i = (0%, 1%, 2%, 3%, 4% )

Ɛij = galat percobaan

23

Yijk = µ + Ii +Jj + (IJ)ij + Ɛijk Dimana :

Yijk = Nilai pengamatan akibat pengaruh konsentrasi nano seng oksida

taraf ke-i dan waktu penyimpanan taraf ke-j pada ulangan ke –k k= (1, 2)

µ = Rata-rata sebenarnya

Ii = Pengaruh konsentrasi nano seng oksida pada taraf ke-I i = (0%, 1%, 2%, 3%, 4% )

Jj = Pengaruh waktu penyimpanan pada taraf ke-j j= (2 hari, 4 hari, 6 hari, 8 hari)

(IJ)ij =Pengaruh konsentrasi nano seng oksida pada taraf ke-i dan waktu penyimpanan pada taraf ke-j

24

HASIL DAN PEMBAHASAN

Ekstraksi seng Asetat dari Seng dross Karakteristik hasil samping industri galvanis

Seng dross yang merupakan hasil samping dari industri galvanis dengan sistem hot dip dianalisis terlebih dahulu dengan menggunakan Atomic Absorption Spectrofotometer (AAS) untuk mengetahui kandungan logam yang terdapat di

dalam seng dross. Hasil analisis seng dross oleh PT Geoservices LTD - geo assay laboratory dapat dilihat pada Tabel 3. Terlihat pada tabel tersebut bahwa kandungan seng dalam seng dross mencapai 96,57%. Kadar Pb dan Fe masing-masing 1,98% dan 2,04%. Kadar logam-logam lain seperti Cd, Al, Ni, Bi, dan Sn tidak signifikan. Selanjutnya partikel seng dross dianalisis dengan menggunakan

X-ray Difractometer (XRD), yang bertujuan untuk mengetahui kristalinitas seng

dross. Hasil analisis dengan X-ray Difractometer (XRD) disajikan pada Gambar

7. .Berdasarkan hasil tersebut dapat diketahui bahwa seng dross mempunyai kandungan seng yang cukup tinggi dan kristalnya dalam bentuk heksagonal. Pada gambar terlihat seng dross mempunyai puncak difraksi pada posisi 36o pada bidang hkl = 002, 2θ = 38o _{pada bidang hkl = 100, 2θ = 43}o _{pada bidang hkl = 101,} 2θ = 54o _{pada bidang hkl = 102, 2θ = 70}o _{pada bidang hkl = 004. Intensitas seng} dross adalah sebesar 620 counts. Kristal seng dross hasil identifikasi dibandingkan dengan standar JCPDS adalah merupakan bahan logam seng.

Tabel 3 Karakteristik hasil samping industri galvanis sebagai seng dross

No Jenis logam Satuan (%)

Berdasarkan hasil karakteristik diatas, maka seng dross berpotensi untuk dimanfaatkan. Perolehan kembali logam seng dapat dilakukan melalui proses pirometalurgi atau proses hidrometalurgi. Kedua proses tersebut mempunyai kelebihan dan kekurangan. Kelemahan utama dari proses pirometalurgi adalah energi yang dibutuhkan tinggi, membutuhkan alat pengumpul debu (electric precipitator) serta sistem pembersih gas. Keberadaan garam-garam klorida dan

25 Langova et al. 2010; Ligiane et al. 2007; Dvorak et al. 2005), asam asetat dan

asam sulfat (Rabah et al. 1995), asam fopinik (Ali et al. 2006), ammonium klorida

(Ren et al. 2010), tributil fosfat (Carrera et al. 2008), asam klorida (Sugiyarto et al.

2010). Proses perolehan seng terdiri dari proses pengendapan, pertukaran ion atau ekstraksi pelarut, dan elektrolisis atau kristalisasi (Jha et al. 2000). Faktor yang

mempengaruhi proses ini adalah pH, laju pengadukan, dan suhu (Ren et al. 2010).

Proses hidrometalurgi terdiri dari : pengendapan, ion exchange, ekstraksi pelarut,

elektrokimia dan leaching. Proses pengendapan adalah berdasarkan kelarutan

suatu bahan dan pH yang terdapat pada larutan. Proses pertukaran ion dengan menggunakann resin, dimana resin yang akan mengadsorbsi logam yang akan diperoleh. Resin terdiri dari 2 jenis, yaitu resin positif dan resin negatif. Pada proses ekstraksi dengan pelarut, yang biasa digunakan adalah asam karboksilat. Larutan yang digunakan untuk sebagai pelarut adalah : (1) mempunyai pH yang dibutuhkan untuk ekstraksi logam (2) dapat menyeleksi logam dalam suatu komponen, (3) mempunyai kemampuan untuk ekstraksi, (4) larut dalam fase organik dan kelarutan rendah dalam fase tidak jenuh, (5) Stabil pada setiap tahapan proses. Proses elektrokimia adalah menggunakan ion logam katoda reduksi dan katoda pada elektrolit sel. Proses ini menghasilkan padatan yang koheren. Kesetimbangan anoda dan katoda sama dengan berat jenis pada katoda. Potensial katoda harus lebih negatif dari potensial logam ion sistem. Pada proses pelarutan, dimana pelarutan suatu komponen dari padatan yang diekstrak dengan pelarut. Beberapa faktor dalam proses pelarutan (1) material mempunyai sifat kimia dan fisika yang dapat dilarutkan, (2) dapat bereaksi dalam wadah, (3) selektif dalam menentukan logam yang akan dilarutkan, (4) tidak ada resiko terhadap ekonomi dan lingkungan. Bahan yang biasa digunakan adalah sebagai bahan pelarut adalah air, asam, basa dan larutan garam tidak jenuh (Rao 2006).

logam seng memiliki banyak keunggulan, antara lain bisa didaur-ulang, aman terhadap kesehatan dan tidak menyisakan emisi. Selain dapat digunakan untuk pelapisan logam, seng juga dapat digunakan dalam berbagai jenis industri, seperti industri karet, kosmetik, obat-obatan, pelapis lantai, plastik, percetakan, tinta, baterai, tekstil, peralatan listrik, bahan kimia, solder, cat dan industri pertanian (Widowati et al. 2008).