1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 LATAR BELAKANG
Keberadaan limbah cair dalam perairan dapat menghalangi sinar matahari menembus lingkungan akuatik, sehingga mengganggu proses biologis yang terjadi di dalamnya [1]. Pencemaran lingkungan yang diakibatkan oleh limbah zat warna akhir-akhir ini terus meningkat. Hal ini terjadi seiring dengan perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang menyebabkan banyaknya industri tekstil yang menggunakan zat warna [2]. Pada umumnya zat warna tersusun dari logam yang berikatan kompleks dengan senyawa organik, maka jenis adsorben yang paling cocok digunakan adalah karbon aktif sehingga proses adsorpsi dapat berlangsung dengan baik [3].
Pencemaran lingkungan akibat dari limbah zat warna tersebut dapat ditangani dengan cara dilakukan pengolahan terlebih dahulu sebelum dibuang ke lingkungan. Ada beberapa cara pengolahan limbah industri yang dapat dilakukan, antara lain secara kimia menggunakan koagulan, secara fisika dengan adsorpsi menggunakan arang aktif, dan secara biologi menggunakan mikroba. Namun, metode – metode tersebut memiliki beberapa kekurangan. Pengolahan limbah secara kimia menggunakan koagulan akan menghasilkan lumpur dalam jumlah yang relatif besar, sehingga membutuhkan pengolahan lebih lanjut terhadap lumpur yang terbentuk. Penggunaan arang aktif dalam pengolahan limbah meskipun sangat efektif, tetapi memerlukan biaya yang cukup tinggi karena harganya relatif mahal, terutama jika digunakan dalam skala besar atau konsentrasi limbah yang tinggi [4].
Karbon aktif merupakan amorf, yang dapat dihasilkan dari bahan – bahan yang mengandung karbon atau dari arang yang diperlakukan secara khusus untuk mendapatkan permukaan yang lebih luas. Karbon aktif adalah karbon yang mengalami proses pengaktifan dengan menggunakan bahan pengaktif sehingga pori – porinya terbuka, luas permukaan karbon menjadi lebih besar, dan kapasitas adsorpsinya menjadi lebih tinggi. Karbon aktif merupakan adsorben dengan permukaan lapisan yang luas dengan bentuk butiran (granular) atau serbuk (powder) [5].
2
Proses adsorpsi adalah peristiwa tertariknya suatu molekul tertentu dari fluida (cair atau gas) pada permukaan zat padat (adsorben) [6]. Adsorpsi (penjerapan) adalah suatu proses pemisahan dimana komponen dari suatu fase fluida berpindah ke permukaan zat padat yang menjerap (adsorben). [7].
Dewasa ini sudah banyak dilakukan pengembangan aplikasi adsorben sebagai penyerapan zat warna dengan menggunakan adsorben dari bahan nabati seperti limbah jerami padi sebagai adsorben dalam penyerapan logam timbal (II) (Safrianti, dkk., 2012), adsorpsi zat warna tekstil pada limbah pabrik oleh limbah eceng gondok (Rahmawati et al., 2003), adsorpsi natrium dengan metode pertukaran ion menggunakan eceng gondok (Kristianti, 2008), adsorpsi zat warna metilen biru dan zat warna hijau menggunakan gambut dari Brunei Darussalam (Chieng et al., 2014).
Beberapa penelitian yang memanfaatkan biosorben sebagai penyerapan zat warna dipaparkan pada Tabel 1.1.
Tabel 1.1 Beberapa Hasil Penelitian Terdahulu Tentang Pemanfaatan Adsorben Sebagai Penyerapan Zat Warna
No. Tahun Hasil Penelitian Referensi
1. 1250 mg/g. Analisa FTIRnya membuktikan bahwasannya adanya keton tak jenuh, keton ester, lactone, kuinon dan asam karboksilat. Hasil yang diperoleh adalah waktu kontak optimum adalah selama 45 menit dan daya adsorpsi pada variasi konsentrasi zat warna methyl red 40 hingga 100 ppm berturut-turut adalah 0,016; 0,751; 0,7; 1,482; 1,228; 0,566; dan 0,501 mg/g.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa waktu adsorpsi maksimum methyl orange dengan pasir vulkanik adalah 180 menit dan konsentrasi adsorbat optimum diperoleh pada konsentrasi 100 ppm dengan daya adsorpsi sebesar 0,591 mg/g.
Gambut yang diperoleh dari Keramut di
Brunei menunjukkan bahwa kapasitas
adsorpsi tinggi (qmax) untuk menghilangkan
zat warna metilen blue yaitu 0,45 mmol/g dan 0,31 mmol/g untuk zat warna metilen green.
[8]
[9]
[10]
[11]
3
No. Tahun Hasil Penelitian Referensi
5. 2015 Hasil yang diperoleh adalah pemanasan dapat meningkatkan kemampuan adsorpsi zat warna methyl violet pada konsentrasi dibawah 150 mg/L, pH optimum adsorpsi methyl violet dengan serbuk kayu randu adalah pH 7, dan waktu kesetimbangan dicapai setelah 10 menit.
[12]
Dengan memperhatikan beberapa penelitian tersebut dapat diketahui bahwa daya serap terhadap zat warna methyl orange, methyl violet dan methyl red cukup tinggi. Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian yang memanfaatkan biosorben dari biji pepaya dalam penyerapan zat warna methyl orange, methyl violet dan methyl red. Pemanfaatan biji pepaya menjadi biosorben alternatif diharapkan dapat
meningkatkan nilai ekonomis biji pepaya.
1.2 PERUMUSAN MASALAH
Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah sejauh mana efektivitas penggunaan biosorben biji pepaya yang paling optimal dalam penyerapan zat warna methyl orange, methyl violet dan methyl red dengan memvariasikan massa biosorben
dan waktu adsorpsi
1.3 TUJUAN PENELITIAN
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Mempelajari pengaruh waktu adsorpsi dan massa biosorben terhadap kemampuan daya serap zat warna
2. Menentukan kemampuan adsorpsi dari biosorben biji pepaya untuk menyerap zat warna methyl orange, methyl violet dan methyl red
1.4 MANFAAT PENELITIAN
Penelitian ini diharapkan dapat memberikan manfaat sebagai berikut
1. Memberikan informasi tentang pemanfaatan biodorben biji pepaya sebagai penjerap zat warna
Tabel 1.1 Beberapa Penelitian Terdahulu Tentang Pemanfaatan Adsorben Sebagai Penyerapan Zat Warna (lanjutan)
4
2. Memberikan informasi tambahan bagi dunia pertanian tentang pemanfaatan biji papaya sebagai biosorben yang bernilai ekonomis.
1.5 RUANG LINGKUP PENELITAN
Penelitian ini akan dilakukan di Laboratorium Penelitian dan Laboratorium Proses Industri Kimia, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Adapun bahan utama yang digunakan dalam penelitian ini adalah biji pepaya (Carica Papaya) sebagai biosorben dan methyl orange, methyl violet, methyl red sebagai zat warna yang terserap.
Variabel yang digunakan: 1. Variabel tetap:
a. Ukuran biosorben : 60 mesh b. Kecepatan putaran : 180 rpm c. Konsentrasi zat warna : 100 ppm d. Volume zat warna : 20 mL
2. Variabel bebas:
a. Waktu adsorpsi : 20, 30 dan 40 (menit) b. Massa adsorben : 0,5, 1,0 dan 1,5 (g)
c. Jenis zat warna : methyl orange, methyl violet dan methyl red
Parameter yang dianalisa adalah penentuan daya adsorpsi biosorben sebagai penjerap zat warna.
