PENYISIHAN MINYAK DAN LEMAK LIMBAH CAIR HOTEL MENGGUNAKAN SERBUK KULIT JAGUNG

(1)

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: suarni_sa@ft.unand.ac.id

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.

(2)

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.

(3)

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    in C out C in C E ...(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 V Χ Cin Χ 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)

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

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

(5)

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.

(6)

(7)

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

(8)

Penyisihan Minyak dan Lemak Limbah Cair Hotel Menggunakan Serbuk Kulit Jagung

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.

Gambar 5. Perbandingan Konsentrasi Akhir Minyak dan Lemak untuk Variasi Berat

(9)

20

Gambar 6. Efisiensi dan Kapasitas Penyerapan 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 kapasitas penyerapan minyak dan lemak 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).

Gambar 7. Perbandingan Konsentrasi Akhir Minyak dan Lemak untuk Variasi Waktu

Kontak

Gambar 8. Efisiensi dan Kapasitas Penyerapan 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 kapasitas penyerapan minyak dan lemak 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.

(10)

21 Gambar 9. Perbandingan Konsentrasi Akhir

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 konsentrasi, efisiensi dan kapasitas penyerapan minyak dan lemak seperti terlihat pada Gambar 11 dan Gambar 12. Penurunan konsentrasi minyak dan lemak

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 konsentrasi, efisiensi dan kapasitas penyerapan minyak dan lemak seperti

(11)

22

terlihat pada Gambar 13 dan Gambar 14. Penurunan konsentrasi minyak dan lemak optimum terjadi pada pH 5 dengan efisiensi sebesar 80,00% dan kapasitas penyerapan minyak dan lemak sebesar 5,33 mg/g.

Gambar 11. Perbandingan Konsentrasi Akhir 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.

Gambar 13. Perbandingan Konsentrasi Akhir 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

(12)

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

(13)

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.

(14)

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.