Pemanfaatan Bentonit Clay Sebagai Adsorben Warna Dalam Proses Penghilangan Warna Pada Proses PengolahanM inyak CengkehC urah

(1)

(2)

Pntsilu;4 SNTI'K Yl JUH I s s N l 4 t r ) - r ) 8 9 1

Pemanfaatan

Bentonit Clay Sebagai

Adsorben Warna Dalam Proses

Penghilangan

Warna Pada Proses

Pengolahan

Minyak Cengkeh Curah

Hadiatni Rita P., Arief Budhyantoro,

Markus Setiawan,

Enny Margarethna

G

Junrsan Teknik Kimia, Fakulas Teknik Universitas Surabaya Jl. Raya Kalirungkut, Surabaya 60292

Telp. (031) 298-l 158 Fax. (031 ) 298-l 178 e-mail : us6 I O4@dingo.ubaya.ac.id

Abstrak

Adsorpsi merupokan pristiwa betpindaltnyo suatu substansi dalam campuntn gas atau cairan ke permukaan suaru podaton. Pada penelitian ini dicoba proses penghilangan warna oada minyak cengkeh curah dengon proses adsorpsi dengan mempergunakan bentonit. Bentonit yang tlipirgunakan sebugoi adsorben melewoti beberopo lahapan perlakuan, ],ailu proses inlerkalasi dan atau pilarkasi Pada proses interkolasi menggunakan surJbban Sedang,knn unuk proses pilarisasi dipergunakan logam. Selama proses odsorpsi dilafukan variail ienis bentonit, variasi

berat benronit don variasi volume minyak cengkeh. Dari hasil percohaan diclapotkan hasil adsorpsi yong terbaik adalah bentonil terinlerkalosi terpilar Fe dengan persen removal 95'2483 yang dinalisi dcngan spektrofotometer. IIntuk mdel adsorysi penelitian ini didopatkan model Langmuir.

Kata kunci : bentonit. interkalasi, pilarisasi, adsorpst. Abctnct

Adsorption is a process whcre substances in the gases or liquid mbture transJbr on the solid surfaie. In this experiment, it is try to decolorize cntde clove oil wing bentonite clay witl adsorption teclmigue. Bentonite clay that usd tt ulsorbent possed a Jew steps oJ'neanPnt, which are intercalation process and or pillaring process. Interwlalion used suy'bctont. And in pillaring it used metal. On the adsorption variation oJ'bentonite, variulion ol'massu bentonile and variation oJ'crude clove oil's volume are doing. From the upcrinentol. Jbund that the best adsorption result is using bentonite which is rreat by Fe as pilloring ogent comhined *ith intercalation procedure with 95.2483 ot6 removal of decolorized from spectrophotometer's analysis. And the cdsorption models litllow the l.angmuir adsorptian models.

Kev v,crrl:: Benlonite cluy, lrrl"rrorotion. pilltrinli prorass. tidvtrpliun.

l. Pendahuluan

Minyak cengkeh curah yang dihasilkan mempunyai warna yang kcrub, akibat adanya kandungan impuritis dalam rninyak cengkeh selama proses pengotahan di masyarakat. Oleh karena itu perlu dipikirkan suatu cara untuk menghilangkan kandungan z t warna dalam minyak cengkeh curah. Salah saru cara untuk menghilangkan kandtmgan warna tersebut dcngan proses adsorpsi. Pemilihan teknik ini karena rclatif lebih murah dan mu{ah dilakukan, sclain itu juga mernpunyai efektifiras yang tinggi. Bahan yang dipergunakan sebagai adsorben hendaknya mempunyai kernampuan mengadsorpsi, khusumya adsorpsi warna pada minyak cengkeh curah, luas permukaan yang besar, harganya relatif murah, ..terscdia cukup melimpah dan titlak mcnimbulkan pencemacrn lingkungan. Pada penelitian ini adsorben yang dipakai adalah bentonit.

2. Tinjruen Pustaka

Bentonit mempunyai kecenderungan unnrk meng:ddsorpsi pervarna dasar dan pcwarna tcrdisperui (Kondhuru, 1997). B€ntonit mcmpunyai kemampuan unruk mcnyerap rvarna pada komponcn organik seperti minyak kacang, minyak jagtmg dan minyak pe lumas dcngan ting*at efisiensi yang tinggi. (Aroujo, 2001 ;.

Hubungan anAra jumlah suhstansi yang teradsorp oleh adsorben dengan konsentrasi saat lernperatur tenennr ditulis oleh Franndlich dengan :

(3)

l s s N l 4 l t ! 9 5 9 1 Px'silhry1 SNTPR Yl 2WH

q = k ' c o Langmu'ir juga menulistan hubungan ini sebagai : ^

q = q o . 0

( l ) (2) ( 3 )

dimana nilai q diPeroleh dan:

= q o ( a c . ) I l + a C * /

K c '

'

q=t;F

e ( I - a C r ) = K C r C r I 8 ^ t - = - + - L q K K q = v (Co-C*) 3. Mctodc PeDelitisn (4)

(s)

(6)

( 7 1

surfaktan dengan suspensi bcntonit yang diaduk selama

;tdk;

"o"Inrt

r : 15' Setelah

>lam tanrg telcbut

aiferingtan dalam oven bers$u 100 oC sclama I jam' karaktcrisasi menggunakan X-ray'

interkalasi,

Ana lisa hasi I atlsorpsi dengan spektrolbtc'metei'

4- Hesil den Pembahasan 4' l ' Interkatasi

?*?llt.""rriukkan data pengaruh.perubahan rasio surf'aktan aengan bentonit terhadap iarak antar bidang auu lapisan (dp1-spacing) yang tetbenluK'

(4)

lssN 14l0-9E91 Prosilliq SI{TP K Y I 21101 Eddn 2 Thcle - 5,55{n d: $9rodt E dodl : cMC - lO: I 2Tt[,a= 32ErZ d- 1611990 Dcdorl: CIUC * lJ : I 21115 - SJrzi d - r6,Oo4fB neCorf : CMC:2O :l lTtu- sta2 .t-16.)674 2 TbGh (d€ttc) Garnbarl.KaraktcrisasiX.raybentonit,ber*onit:CMC=t0:l,bcrrmnit:Clr{C=!5:1, bcmmit: CMC-20:l

snaskan clilIpuran Pillarhg agcl't dan 1ryry bcntonit ii}.;-s.r"; r :' ro- r*- hgi- ini iogi. a ditciiti U[* piff,"ing agctil Etlrrd4 jrak arer bidmg auu

l r t

li$ltYrt ]nlm*llaj r jcrl':an l;l;lnt;t

I Tl11r...i tl .r

z-.. ./ J li.l:6ril

,

[ _ _

-angan kalsinasi, Bcntonit-Al, Benronit-Fc' C

.Jarakbidangrlpl-specingyangrliberikanpa(bgambdrrtiatasanrarabgrrtonittcrpi|ardcnganberrtrrnit terintcrkalasi terpilar manuniukkan bahwa dengan penaiihuhan surt'aktan p(la bcntonit scbclum

melalui pnrses

$ . ' l i i r ' t l i i ' r :

I 1lpr3- .1:){ !

(5)

Prositling SNTPK Yt 2004

lssN l4l()-9t19 I

* l : 1 0 * l : 1 5 - # l : 2 0

oilarisasi &pa nrnrperbcslr jarak intcrlaycr bila dibandingkan dalgan

b€ntonit' tcrpilar saja' Pada proecs

oilarisasi,

rmrrk marcipr;;;tilJlii;Fr

;"'"ti"i"?t

."rt"F' kalsinasi'

Pada

gambor

di aas;uga

menurrjukkan

uurrwu

jatar luplrl"l"i',tr.-v.,tt,-*puting i"-n'i-itiJnrerratasi

dan

rerpilar

lebih

besar

daripada

jffi ;G;

interlayer

bentoni

t terinterkalasi

dcngan

kalsinasi'

4.3. ndsorPsi

Adsorpsidilakukanunfukmenentukankondisi-optima|-.'-l'Yl.lTwarnapadaminyzlcengkeh dengan menggunatan ter,to;i;. il;;;;t;;;a r$lakukan dengan variasi atlsorb"n' variasi berat bentonit

dan volJme minYak cengkeh'

adsorpsinYa hamPir sama'

;-;-T;; r0o r20 t40 rdo rs' 21'o 22o 2N 2& 2t0 300 Garrrbar3.Pengan.rhperuuahanrasioSurfaktan:BerrtonitterhadapkernarnpurrAdsorpsi

Warna MinYak Cengkeh

G a m b a r d i a t a s m e n u n j u k k m b a h w a . p a d a r a s i o s u r f a k t a n : b e . r r t q r i t s € b c s a r l : l 0 m e r n p u n y a l kernampuan adsorpsi ktta;;;ff ;t'lp"at 'z'io vtng i;: s"d;;k;

unuk rasio I : l 5 dan t : 20 kemanpuan

t (tncnit) 150 t {rncnn) 100 80 6

e 6 0

E P o o

s

n

0

ffi asi terrradap pilarisasi Bentonit dengan Logam Al dan lt terhadap k"-t;;;;;Jsorpsi zat warna pada Minyak Cengkeh

Darigambardiatasditunjukkanbahwalenambahansurfaktanpadabcntonitte4,ilarbcrdampaksangat signitikan terhadap p*"n ,"-o'u.l wama pu,r" ,ninvlu'L'1."siJ'

G;b"r.di atas juga mcnunjukkan bahwa persen removal Bentonlt - F;;ilb ttbih b;ik daridda Bentonit - Al -- cMc'

(6)

Prostulbrg SNTPK YI 2tXN

lssN 14t0-9891

a t o E I t 5 7 9 6-.lhbdtSrrerl

Dori data adsorpi niryae ccngfcL saati yq ditunjuktar pcde grnbr 5. diFrohh hacil bahwa lmga pcrscrr rcrrovsl naik setording dcngm tcn.iin bcrrt bcotoon ymg dipcrgud.sr ic0ogti a&qbcn. Hal ini berlalsu b6ik utrhrk bcotoait - Al - CMC rnauprn bcntonit - Fe - CMC. Ifumikm lurgr pcrscn removal pada kenaikkan bcrat bcotonit ymg dipkai, discbbkan karcna &ngrn mkin boyeloya bcrrenit yang dipcrgunkan scbagri adsoEtca psfu nakir b@yaf hnso koffik etrrr pcrm*6 bcdmit deogp nic)"ak ccmgkch. Schinggr dcmgur _{B.ldn b6s lrc bifurg foaeak mdce maLin bilry* F h d *zma ymg dapet dismrp oleh} bemonir.

Gambai'6. Kemampnn Adsopsi Bcrtsrit Tcrinrsrtabsi dar Tcrpiler Fe tcrfi&p A&opsi Zat Warm Minyak Cengkcb pa& ffigsi volunrc Minyak Cengkeh dan berat Abcorbor I gram

Dari gdnbar dies ditctalrui bailra pcrsar rtnrqvel zat watn minpk c.ngltcb ob bcntmit mc'ncapai 73,54 writ warna pad* volunrs nfuyrk ccnglch tlO ml. Tapi @ vohrnc rfn5nt ccogfdr |etih rbi 40 ml, diperoleh bahwa harga kryreitrs nmln-nrik, rrokiprm tiddr tcrlalu sigpifikan, soirirrg berumbahrya volume minyak ccngkeh. Harga yang nrrun-naik ini discbabkan karcna pado volumc tcrschfr, pcrisfiws desorpsi mulai terjadi.

Gambar 5. Pongaruh Vriesi Bcrd Bcntonit Tcrhadap PcrscD Rsrnoval A&orpsi Zzt W anla Minyak Ccngkelt

EO € 7 0 g 6 0 C

t s

g . o

+ s

E n

> 1 0

o

(7)

Prositling SNTPK YI 2004

rssN l4t0-9891

y = 0 , O l 3 l r + 0 , ( x l l R2 = 0.997 C' o o 0.25 o.2 0.15 0.1 o.05 0 :!.E0-^ _1.!0__ - J.-86__,.1"90, J*Q091-.1.9Sp.-r. -1 looMcoc'Ydl

Gambar 7. Grafik Permodelan Adsorpsi Langmuir Isotermal

= -1287,5x + 2394,t

p2 = q2556

Crdftd 8. Crrafik Pcnnodolan Adsdpsi Freundlich Isotermal

Penentuan model adsorpsi dilalcukan dengan jalan membuat permodelan petsamaan Langmuir dan Freundlich isothErnal lalu dicari p€rsamaan regresinya dan pencntuan harrga leost square. Untuk harga /aasr square yarrrg rerbailq malca mcnunjukkan model adso'rpoi yarg diikuti. Data yang diambil bcrdasarkan data variasi volume, saat kondisi jenuh tercapai.

Asumsi adso'rpsi isothsrmal diambil karena tidak terjadi peruhahan suhu minyak cengkeh signifikan pada sear adsorpsi dilakukan. Suhu terukur sebclum, saat dan setehh adsorpsi berkisar antara 3 l - 32 "C- Karena peJubahan suhu yang sangat kecil, makadag,at dianggap pcristiq'a adsoipsi sc@ra iso:stmal. Dari dua ganbar permodelan di aras dapat diliha bahwa ntlai least square gada model atlsorpsi Lalgmuir lsothcrmai Ietih haik daripada niiai yang diberikan pada model adsorpsi Freundlich lsothermal.

Adsorpsi warna minyak cengkeh dangan menggunakan bentonit merupakan adsorpsi monolayer, ciimana proses adsorpsi hanya terladiphpcf,rnukaan adsorben. Sclain itu adsorpsi tcrjadi sccam reversible, sehingga ilapat merrcapai kondisi kesetimbangan. Adsorpsi terjadi sccara reversible, kareru pada proses adsorpsi minyak cengkeh dangan mcnggunakan bentonit, peristiwa adsorpsr yang tcrjadi lebih ccndcrung ke arah molecular entiapment, di."ttu molekul zat warna yang terkandung di dalam minyak cengkeh terpcrangkap di dalam pori bonronil Hingga pade 5rat tsrtcntu parisiwa desorpsi timbul sebagai akibat terjadinya k{cnuhan pada pori bentonit.

5. KesinPulan

|. Hasil a&orpai terbaik adalah Bcntonit-CMC-Fe denpn rasio 15 gram bcntonit : 100 ml minyak cengkeh-2. Absorben optimum untuk lfi) ml minyaf cengleh adalah 5 gram

b€ntonit--1. Volume optimum minyak cengkeh unok I gram bentonit adalah 40 ml.

4. Perser! removal oprimum adalah93,2XJ2 dangan menggunakan Bentonit CMC -

Fe-5. Hasil dsorpai minyak cangkeh mcnggunakan bcntonit rncngikuti persamaan Langmuir yang ditunjukkan tfengan harga f =O,Sgl.

(8)

Prosiding SNTPK vl 2004

rssN 1410-9891

Dafter Pusteka

"Aslrologr: Cloy-Catafized RNA Polynerizotion Aclivit.v" (2fiD), New York'

Barrer, R.M., F.R.S., (1978), "ibolires and Clay Minerals as Sorbents and *lolealar Sieves", Acadernic hess, London.

" C o nc i s e Encyc ! oped ia oJ' Sc i e nc e antl Tec hno I o gt " ( 1984), M cGraw-Hill'

Cool, p., Vansant, E.F-, -Pillared Cloy: Preparation, Characteriation, ard Application, Laboratory of Inorganic Ch€mistry", Departmcnt of Chemistr)' UIA, Belgium'

Dabrowski, A., Tsrtykh, V.A., ( | 996), "Adsorprion On New And Modified Inorganic '9orbents" '

Diaz, Francisco R, (2fi)l), "studies On TrE Acid Activation Of Braziliian Smectile Clay",Yenentela, Santos, Persio Dc Sorrza, Sao Paulc.

Geankoplig Christie J., (lgg7), "Transport Process and Unir Operotion", edisi 3, Prentice-Hall,

tndia-Hartarto, Dloko, "Pemeril,soan Kuolins Bennnite DomestiL Sebgai fulah futu Bahan Industi yang Polensiol".

Hutsond, N.D., Hoekstr4 M.J., Yang R-T., (1998), "Contrcl of'Microporosity oIALOt Pillared Clay: Elfect of pII, Calcination Temperature, and Clay Calion Exchange Capacity"' Michigan'

Maron, Samuel M., Lando, Jerorne 8., On44, "Fundanennl oi Plrysical Chemisty', ColliEr MacMillan lnternational, London

Richard, McCabe W., (1996), -Inorgonic Moterials",edisi 2, Jolm Wiley and Sons'

Roba A Schoonlrery&, Tom Pimrayaia" Gerhard kgaly dur Nick Ganeas, (l*9\,'Pillored Cloys And Pillared Layred blids".

Setijo Bismo, Eva Fathul I( Gunawan, (1999),"Prospeh Bentonit Alam di Indonesia Untuk Industi Pelrokimia (I) : Modififusi & Aktivasi Sebagai Adsorben Pembersih Wax"; Jlrmral Teknologi 4, tahun III.

Treybal, Rob€rt E.,(198 11--Mass Trawfer operations",edisi 3, McGraw-uill, singaporc. Varrsant, E.F.,"Atkorplion in Porous Muteriuls ", University of Anrwsrp' Belgium.

Walker, G.M., Hansen, [.., Hanna, J.A., Allen, S.J., (2003), "Kinaics of A Reactivc Dye Adsorption onto Dolornitic Sorbents", lla te r Researc h, volume 37, hal 208 |

-2089-Woo Y. Lee, Rasik H. Raythatha dan Bruce J. Tatarchuk, (1988), "Pillaretl-Clay Catalysts Containing Mixed-Metal Complexes".

Zhu, HY, Vansant EF, (1$|8), "Develoryent of Cornposite Adsorbent of Carbon ond Interulated Cbyfor N2 arul 02Adsorption: A Preliminory Sndy".