BAB III METODE PENELITIAN

(1)

BAB III

METODE PENELITIAN 3.1. Pendekatan dan Jenis Penelitian

Penelitian ini menggunakan pendekatan kuantitatif, dengan menyajikan data- data berupa angka yang akan diolah dengan metode statistika. Jenis penelitian yang digunakan yaitu eksperimen sesungguhnya (True Experimental Research).

Desain penelitian yang digunakan pada penelitian ini adalah Post Test Only Control Group Design dengan rancangan penelitian yaitu Rancangan Acak Lengkap (RAL) dengan 6 perlakuan dan 4 kali ulangan. Eksperimen yang dilakukan yaitu dengan perlakuan variasi suhu aktivasi karbon aktif biji asam jawa padalimbah cair tahu.

3.2. Tempat dan Waktu Penelitian

Tempat pengambilan sampel limbah cair tahu yaitu di Sentra Pembuatan Tahu Sukun, Jalan RayaMulyorejo, Mulyorejo, Sukun, Kota Malang. Pembuatan arang aktif biji asam jawa hingga perlakuan penelitian dilakukan di Laboratorium Kimia Universitas Muhammadiyah Malang. Penelitian ini akan dilaksanakan bulan Juli-September 2021.

3.3. Populasi, Teknik Sampling dan Sampel 3.3.1. Populasi

Populasi yang digunakan pada penelitian ini adalah limbah cair tahuSukun.

3.3.2. Teknik Sampling

Teknik sampling yang digunakan pada penelitian ini adalah random sampling yaitu pengambilan sampel penelitian secara acak yang mana suatu populasi memiliki kesempatan untuk menjadi sampel penelitian.

3.3.3. Sampel

Sampel yang digunakan pada penelitian ini adalah limbah cair tahu yang diperoleh dari sisa pembuatan tahu dari Sentra Pembuatan Tahu Sukun Malang

(2)

sebanyak 18 L. Jumlah pengulangan yang diperlukan pada penelitian ini ditentukan berdasarkan rumus Federer sebagai berikut:

(t-1) (r-1) ≥ 15 untuk menentukan sampel ditentukan rumus:

(6-1) (r-1) ≥ 15 t x r = n

5r-5 ≥ 15 6 x 4 = 24

5r≥ 15+5 keterarangan :

5r ≥ 20 t = jumlah perlakuan

r ≥ 20/5 r = jumlah pengulangan

r≥ = 4 n = jumlah sampel

Berdasarkan rumus di atas maka diperoleh masing-masing perkakuan sebanyak 6 kali dengan 4kali pengulangan sehingga jumlah sampel sebanyak 24 sampel.

3.4. Variabel Penelitian 3.4.1. Jenis Variabel

Jenis variabel yang digunakan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:

1. Variabel bebas (independent variable) pada penelitian ini adalah variasi suhu aktivasi pembuatan karbon aktif biji asam jawa.

2. Variabel terikat (dependent variable) pada penelitian ini adalah kualitas limbah cair tahu yang meliputi bau, warna, TSS, pH dan Amonia.

3. Variabel kontrol pada penelitian ini adalah massa karbon aktif, ukuran ayakan karbon aktif, waktu kontak dan kecepatan pengadukan.

3.4.2. Definisi Operasional Variabel

Definisi operasional dimaksudkan untuk menghindari kesalahan makna dalam tiap variabel yang digunakan pada penelitian. Definisi operasional penelitian ini adalah sebagai berikut:

(t-1) (r-1) ≥ 15

(3)

1. Suhu aktivasi merupakan suhu yang digunakan pada proses pembuatan karbon aktif tahap aktivasi. Suhu aktivasi divariasikan dengan tujuan untuk mengetahui suhu pembuatan karbon aktif terbaik terhadap limbah cair tahu.

2. Karbon aktif berasal dari biji asam jawa dimanfaatkan sebagai karbon aktif dengan variasi suhu aktivasi pembuatan. Variasi suhu yang digunakan adalah 500°C;600°C;700°C;800°C;900°C dengan lama waktu aktivasi 3 jam

3. Jenis limbah yang digunakan adalah limbah cair tahu yang berasal dari sentra pembuatan tahu Kendalsari.

4. Penentuan kadar pH menggunakan pH meter, penentuan kadar amonia menggunakan Spektrofotometri, dan penentuan TSS menggunakan metode Gravimetri

5. Massa karbon aktif yang digunakan pada penelitian ini adalah 6gram untuk semua perlakuan, ukuran ayakan yang digunakan yaitu 10mesh, waktu kontak yang digunakan adalah 150 menit, dan kecepatan pengadukan yang digunakan adalah 150rpm selama 30 menit.

3.5. Prosedur Penelitian

3.5.1. Tahap Persiapan Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini meliputi: beaker glass 1000ml (2buah), timbangan analitik (1buah), ayakan 10mesh(1buah), wadah karbon aktif (1buah), magnetic stirrer (1buah), botol plastik 600ml (24buah), kertas label (1pack), corong kaca (4buah), furnace (1buah), blender (1buah), alat tulis menulis, serta alat dokumentasi.

Bahan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi: biji asam jawa (5kg), limbah cair tahu (18L), karbon aktif biji asam jawa (masing-masing suhu 24gram), karbon asam jawa tanpa aktivasi (24gram), kertas saring (5 lembar), kertas pH (1pack)

(4)

3.5.2. Tahap Persiapan

3.5.2.1. Tahap Persiapan Biji Asam Jawa

Biji asam jawa (Tamarindus indica L) diperoleh dari area persawahan dan ladang sepanjang jalanSelomangleng kota Kediri, biji diambil dari dalam buah yang sudah matang dan jatuh, dan sebagian lagi untuk memenuhi kebutuhan, biji asam jawa diperoleh dari pembelian di Mojoroto kota Kediri

3.5.2.2. Tahap Persiapan Limbah Cair Tahu

Limbah cair tahu diambil dari sentra pembuatan tahu Sukun dengan menggunakan wadah plastik ukuran 15 L dan botol plastik 1,5 L sebanyak 2 buah yang selanjutnya dibawa ke lokasi penelitian.

3.5.2.3. Tahap Pemetaan Sampel

Tahap pemetaan dilakukan untuk memudahkan dalam kegiatan observasi.

Adapun pemetaan sampel berdasarkan perlakuan ditulis sebagai berikut:

A0 :750ml air limbah tahu + karbon aktif biji asam jawa tanpa aktivasi.

A1 :750ml air limbah tahu + karbon aktif biji asam jawa suhu aktivasi 500°C.

A3: 750ml air limbah tahu + karbon aktif biji asam jawa suhu aktivasi 700°C.

3.5.3. Rancangan Percobaan

Rancangan percobaan penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL). Rancangan penelitian yang digunakan adalah Non-factorial Design. Jumlah sampel yang digunakan sebanyak 24 sampel. Masing-masing

(5)

tanaman menggunakan 6gram karbon aktif. Berikut adalah ragam unit eksperimen pada penelitian adalah sebagai berikut:

A0 : A01, A02, A03, A04,A05

A1 : A11, A12, A13, A14,A15

A2 : A21, A22, A23, A24, A25

A3 : A31, A32, A33, A34, A35

A4 : A41, A42, A43, A44, A45

A5 : A51, A52, A53, A54, A55

Berdasarkan ragam unit eksperimen penelitian di atas, berikut adalah denah rancangan acak lengkap disajikan dalam Gambar 3.1.

A33 A25 A03 A53 A23

A55 A01 A32 A42 A02

A41 A21 A44 A14 A31

A24 A13 A22 A34 A43

A51 A04 A11 A53 A15

A35 A52 A45 A12 A05

Gambar 3.1. Denah Rancangan Acak Lengkap

Dengan percobaan 6 perlakuan, masing-masing perlakuan membutuhkan 4 kali ulangan maka diperoleh 24 perlakuan. Penempatan perlakuan rancangan acak lengkap (RAL). Peletakan sampel dilakukan dengan menggunakan undian.

3.5.4. Tahap Pelaksanaan dan Alur Penelitian

3.5.4.1. Tahap Pembuatan Arang Aktif Biji Asam Jawa 1. Mencuci biji asam jawa dengan air mengalir.

2. Menjemur biji asam jawa dibawah sinar matahari selama ± 3hari.

3. Menghaluskan biji asam jawa kering dengan menggunakan blender.

4. Mengayak bubuk biji asam jawa dengan ayakan ukuran 10 mesh.

5. Mengkarbonasi biji asam jawa dengan suhu 400°C selama 2 jam, kemudian didinginkan selama 24jam.

(6)

6. Melakukan aktivasi terhadap biji asam jawa dengan menggunakan suhu 500°C;600°C;700°C;800°C;900°C selama 3jam, kemudian didinginkan selama 12jam.

3.5.4.2. Tahap Uji Adsorpsi Terhadap Limbah Tahu

Mekanisme uji adsorpsi diadopsi dari langkah-langkah penelitian oleh (Rizki et al., 2019) dan(Idrus et al., 2013)

1. Menyipkanglas beaker ukuran 1000ml

2. Memasukkan masing-masing 750ml sampel air limbah cair tahu ke dalam erlenmeyer

3. Memasukkan karbon akif biji asam jawa yang sudah diberi perlakuan (karbon aktif suhu 500°C;600°C;700°C;800°C;900°C selama 3jam) sebanyak 3gram ke dalam masing-masing erlenmeyer

4. Mengaduk campuran sampel (limbah cair tahu+karbon aktif) dengan menggunakan magnetic stirrer dengan menggunakan kecepatan 150rpm selama 30 menit tiap masing-masing sampel

5. Mendiamkan masing-masing campuran sampel selama 150 menit 6. Menganalisa filtrat dengan menggunakan metode masing-masing

parameter limbah cair tahu (TSS, Amonia, pH, bau, dan warna)

(7)

3.5.4.3. Alur Penelitian

Menyiapkan alat dan bahan

Menganalisis data

Kesimpulan

Membuat karbon aktif biji asam jawa

Biji asam jawa dicuci dengan air mengalir

Biji dijemur di bawah sinar matahari ± 3hari

Biji dihaluskan dan diayak dengan ukuran ayakan 10mesh

1. Karbon aktifdi karbonasi dengan suhu 400°C 2jam, setelah itu didinginkan selama 24jam

2. Karbon aktif di aktivasi fisika dengan furnace pada suhu 500°C;600°C;700°C;800°C;900°C selama 3jam, didinginkan 12jam 3. Menimbang karbon aktif dengan berat masing-masing 6gram

Menyiapkan 24 wadah yang diisi masing-masing 750ml air limbah dan masing-masing karbon aktif dengan berat 6gram

Melakukan pengadukan dengan magnetic stirrer dengan kecepatan 150rpm dengan waktu 30menit

Menguji kadar TSS, pH, Amonia, bau dan warna Mendiamkan sampel dengan waktu yang sama

yaitu 150menit

Menganalisis hasil penelitian sebagai sumber belajar

Gambar 3.2 Alur Penelitian

(8)

3.6. Teknik Pengumpulan Data 3.6.1. Teknik Pengumpulan Data

Teknik pengumpulan data yang digunakan pada penelitian ini adalah pengukuran kualitas limbah cair aspek fisika dan aspek kimia. Pengukuran nilai pH menggunakan pH meter, pengukuran TSS menggunakan metode Gravimetri dan pengukuran Amonia dengan menggunakan metode Spektrofotometri, sedangkan pengukuran warna dan bau air limbah dilakukan dengan pengujian organoleptik, serta melakukan dokumentasi guna menunjang data yang ada.

3.6.2. Instrumen Penelitian

Instrumen pengumpulan data yang digunakan pada penelitian ini yaitu lembar observasi guna mencatat hasil dari peningkatan kualitas limbah cair tahu yang memiliki parameter kimia meliputi TSS, COD, Amonia dan pH serta parameter fisika meliputi warna dan bau limbah cair serta. Lembar observasi parameter kimia dan fisika sebagai berikut:

1) Parameter kimia

a) Parameter TSS (mg/L)

No Perlakuan Ulangan Rata-

rata

1 2 3 4

1. A0

2. A1

3. A2

4. A3

5. A4

6. A5

b) Parameter pH (mg/L)

rata

1 2 3 4

1. A0

2. A1

3. A2

4. A3

5. A4

6. A5

(9)

c) Parameter Amoniak (mg/L)

rata

1 2 3 4

1. A0

2. A1

3. A2

4. A3

5. A4

6. A5

2) Parameter fisika a) Warna Air

rata

1 2 3 4

1. A0

2. A1

3. A2

4. A3

5. A4

6. A5

Keterangan :

1. Keruh kekuningan 3. Bening

2. Kuning bening 4. Bening jernih

b) Bau

rata

1 2 3 4

1. A0

2. A1

3. A2

4. A3

5. A4

6. A5

Keterangan :

1. Berbau busuk menyengat 3. Berbau (tidak busukdan tidak menyengat) 2. Berbau sedang (busuk tidak menyengat) 4. Tidak berbau

3.7.Teknik Analisis Data

Data yang diperoleh merupakan data kualitas limbah cair tahu meliputi besarnya nilai TSS, pH, Amonia, warna air dan bau. Data hasil penelitian yakni berupa parameter limbah cair tahu (TSS, pH, dan Amonia) dianalisis dengan menggunakan Anova satu jalan (One Way Anova) dengan ketelitian 0,05 untuk

(10)

mengetahui adanya pengaruh suhu aktivasi karbon aktif biji asam jawa terhadap peningkatan kualitas limbah cair tahu. Setelah data dinyatakan signifikan dan data memiliki nilai lebih besar daripada 0,05 maka analisis dengan menggunakan uji Duncan untuk mengetahui perlakuan terbaik terhadap peningkatan kualitas limbah cair tahu. Sebelum dilakukan uji hipotesis, data diuji terlebih dahulu dengan Kolmogorov Smirnov dan Levene Test untuk mengetahui kenormalan dan kehomogenan data. Apabila data tidak terdistribusi normal serta tidak homogen, maka dilakukan uji nonparametrik dengan Uji-Kruskal Wallis. Uji-Kruskal Wallis dilakukan sebagai alternatif apabila uji One Way Anovatidak dapat dilakukan karena data tidak berdistribusinornal. Data bau dan warna air limbah diuji dengan menggunakan pengujian organoleptik, untuk data bau air limbah termasuk data ordinal dan dilanjutkan dengan analisis uji non parametrik dengan Uji-Kruskal Wallis.