Jurnal Tekno
*) Penulis Penanggung Jawab (Email
ADSORBSI Fe D
SUATU USAHA UNT
Bhagus A
Jurusan Teknik
Jln. Prof. Soedarto,
Kualitas minyak nilam, dianta Fe dalam minyak nilam tidak diinginkan. Reduksi impuritas Penelitian dilakukan melalui ukuran zeolit hingga 80 mes dengan merendam zeolit ke da oven pada suhu 110-120 0C s nilam. Tahap penjerapan dim diantara berat zeolit, suhu p level. Percobaan dilakukan penjerapan 30 menit dan 60 m Kadar Fe diuji dengan metod Dari hasil percobaan diperole
untuk mereduksi kadar Fe yan
Kata kunci: minyak nilam; F
Patchouli oil quality could be Fe in patchouli oil is an acco Adsorption is a method to red The research would be done consists of (1) reducing zeolit be immersed into 250 ml K 1200C oven during 30 minute step is to determine the most temperature, and adsorption done on 5 gr and 10 gr we minutes and 60 minutes adsor done using Atomic Absorption From experiment result, we independent variable to reduc
Keyword : patchouli oil; Fe;
1. Pendahuluan
Minyak nilam (Patchouli Oil nilam (Pogostemon cablin Benth) rendah. Hal yang demikian dapat minyak nilam cokelat kehitaman karena terbentuknya senyawa Fe2 minyak nilam tidak bisa dihindari
knologi Kimia dan Industri, Vol. 1, No. 1, Tahun 2
Online di: http://ejournal-s1.un
ail: [email protected])
e DENGAN MENGGUNAKAN ZEOLI
TUK MENINGKATKAN MUTU MIN
s Alfiyan, Hamdillah Usman, Herry Santosa
nik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Dipon
to, Tembalang, Semarang, 50239, Telp/Fax: (02
Abstrak
ntaranya ditentukan oleh banyak sedikitnya kadar impu ak dapat dihindari, meski pada berbagai peruntukan ke itas Fe dalam minyak nilam dapat dilakukan dengan met
lui dua tahapan. Pertama, tahap persiapan yang terdiri esh dan (b) mengaktifkan zeolit. Pada tahapan ini, pe e dalam 250 ml larutan KMnO4 1 M selama 24 jam dan
C selama 30 menit. Kedua, tahap penjerapan impurita dimaksudkan untuk menentukan variabel proses yang p u penjerapan, dan waktu penjerapan dengan metoda F n pada berat zeolit 5 gr dan 10 gr, suhu 300C dan 0 menit. Di setiap akhir percobaan dilakukan uji hasil toda Atomic Absorption Spectrofotometry (AAS). roleh data bahwa berat zeolit merupakan variabel yang p
yang terdapat dalam minyak nilam. Fe; penjerapan; zeolit
Abstract
be determined by the amount of Fe impurity contained ccomplished fact, nevertheless its presence, for some ca reduce the amount of Fe in patchouli oil.
ne beyond by two steps. First step is preparation of a lite size into 80 mesh and (2) activating the zeolite. In th KMnO4 1 M solution during 24 hours then it will be
utes. Second step is Fe adsorption in patchouli oil. The st influencing independent variable among the weight o ion time using 2 levels Factorial Design Method. The weight of zeolit, 300C and 900C adsorption temperatu sorption time. The analysis of the amount of Fe that can tion Spectrofotometry (AAS) at the end of each variable.
we have determined that the weight of zeolite is the duce Fe in patchouli oil.
e; adsorption; zeolite
Oil) adalah salah satu minyak atsiri (Essential Oil) has th). Kualitas minyak nilam yang dihasilkan oleh petan pat disebabkan karena kadar Fe yang relatif tinggi (34 an (Ellyta Sari dan Elmi Sundari, 2008). Warna coklat
2O3 hasil oksidasi Fe (Alfian, 2003 dan Widiahtuti, ari tetapi keberadaannya tidak diinginkan, karena dalam
n 2012, Halaman 200-205
.undip.ac.id/index.php/jtki
puritas Fe. Impuritas keberadaan Fe tidak
etoda penjerapan. iri dari (a) mereduksi percobaan dilakukan an dikeringkan dalam itas Fe dalam minyak g paling berpengaruh Factorial Design 2 an 900C, serta waktu sil terhadap kadar Fe. g paling berpengaruh
ed in. The presence of cases, isn’t desirable.
f active zeolite which
this step, zeolite will be dried using
110-The aim of adsorption t of zeolit, adsorption he adsorption will be rature, along with 30 can be reduced will be the most influencing
parfum) warna hitam akan sulit un harus direduksi.
Penelitian untuk mengurangi metoda pengelatan, kadar Fe dalam (2008), Pocut Nurul Alam (2007 biaya yang cukup tinggi apalag mengembangkan penelitian ini pe sebagai media penjerap.
Adsorbsi merupakan proses p larutan akan terkonsentrasi pada p mekanisme Adsorbsi dan juga pe
Progressive Conversion Model dim
Pada Shrinking Core Model, partikel padatan (zeolite), kemudi bergerak ke pusat padatan mening saat terjadi Adsorbsi Fe ke dalam nilam. (Ginting, 2000).
Menurut Sayekti (1999) bes adsorbat, luas permukaan adsorb Sementara itu menurut Pohan dan lain: konsentrasi adsorbat, tempera
Dari penelitian ini diharapka variabel yang paling berpengaruh d
2. Bahan dan Metode Penelitian (
Material
Bahan baku utama ya Kabupaten Bogor Provinsi patchouli alcohol 31 %, dan digunakan : (1) Zeolit alam granul, warna biru kehijauan Kimia Teknik Kimia Univers Teknik Kimia Universitas Dip Alat utama yang digu dilengkapi dengan pengadu
Aktivasi Zeolit Alam dan P Penelitian dilakukan mereduksi ukuran zeolit hin merendam 100 gr seolit bers dengan menggunakan aquade menit. Kedua, tahap penjera
untuk dibersihkan (Manoi, 2010). Oleh karena itu kada
ngi kadar Fe dalam minyak nilam telah banyak dilakuk lam minyak nilam dapat direduksi hingga 60%, seperti 07), serta Ellyta Sari dan Elmi Sundari (2008). Tetapi gi bila harus dilakukan oleh petani rakyat. Oleh perlu dilakukan, diantaranya dengan metoda adsorbsi
s penjerapan zat terlarut dimana satu atau lebih konstitu a permukaan suatu padatan. Model yang biasa digunak pertukaran ion adalah model reaksi fluida-padatan S dimana tahanan perpindahan massa di film dan tahanan r
Gambar 1. Shringking Core Model
el, digambarkan bahwasanya ion positif, dalam peneli
udian mula-mula akan bereaksi pada permukaan luar p inggalkan bagian yang telah bereaksi secara sempurna d lam zeolite, hal ini juga disertai dengan desorbsi ion H
besar kecilnya daya adsorpsi dipengaruhi antara lain o orben, konsentrasi dan ph larutan adsorbat, serta suh dan Tjiptahadi (1987) proses adsorpsi dapat dipengaruh eratur, dan tegangan permukaan
pkan (1)zeolit alam dapat digunakan sebagai penjerap h di antara berat zeolit, suhu dan waktu penjerapan.
n (atau Pengembangan Model bagi yang Simulasi/Per
yang digunakan pada penelitian ini adalah minyak n si Jawa Barat dengan spesifikasi wujud cair, warna an kadar impuritas Fe sebanyak 0,0938 mg/ml. Bahan am yang diperoleh dari toko kimia Indrasari Semarang d an. (2) Kalium Permanganat (KMnO4) yang diperoleh
ersitas Diponegoro, (3) aquades yang diperoleh dari la Diponegoro.
igunakan adalah satu unit alat penjerapan yang terdi duk dan (2) Heater
n Penjerapan Fe dengan Menggunakan Zeolit Alam melalui dua tahapan. Pertama, tahap persiapan yan hingga 80 mesh dan (b) mengaktifkan zeolit. Proses ersih dalam 250 ml larutan 1M KMnO4 selama 24 jam ades, ditiriskan, dan dikeringkan dalam oven pada suhu
erapan. Tahap penjerapan dimaksudkan untuk menentu
adar Fe dalam minyak nilam
ukan. Dengan menggunakan rti yang diteliti oleh Ma’mun pi metoda ini membutuhkan eh karena itu usaha untuk si menggunakan zeolit alam
uen berupa zat terlarut dari akan untuk menggambarkan
Shrinking core model dan
n reaksi kimia diabaikan.
elitian ini ion Fe, masuk ke r padatan. Zona reaksi akan a di permukaan zeolite. Pada n H+ dari zeolite ke minyak
n oleh jenis adsorben, jenis suhu dan tekanan adsorpsi. ruhi beberapa faktor, antara
p Fe dan (2)dapat diketahui
Permodelan)
nilam yang diperoleh dari na coklat kehitaman, kadar han - bahan pembantu yang g dengan spesifikasi: bentuk leh dari laboratorium Proses i laboratorium Proses Kimia
rdiri dari : (1) Tanki yang
Jurnal Teknologi Kimia dan Industri, Vol. 1, No. 1, Tahun 2012, Halaman 200-205
202 paling berpengaruh. Proses penjerapan dilakukan pada variabel kendali volume minyak nilam 50 ml, kecepatan pengadukan skala 4, jenis dan ukuran zeolit, dan tekanan operasi atmosferik. Sedangkan berat zeolit, suhu, waktu penjerapan divariasi. Disetiap akhir percobaan dilakukan uji hasil terhadap kadar Fe. Kadar Fe diuji dengan metoda Atomic Absorption Spectrofotometry (AAS).
3. Hasil dan Pembahasan
Keberhasilan proses penjerapan, diantaranya ditentukan oleh berat zeolit, suhu dan waktu adsorbsi. Variabel operasi yang paling berpengaruh , ditentukan dengan menggunakan metode Factorial Design 2 level (level atas dan level bawah). Berat zeolit yang digunakan 5 gr dan 10 gr, suhu operasi 30 0C dan 90 0C, serta waktu penjerapan 30 menit dan 60 menit. Hasil penelitian dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1. Hasil Adsorpsi Fe dengan Zeolit Alam
Run
Parameter Percobaan Respon
Berat
Untuk menentukan variabel yang paling berpengaruh, hasil penelitian di analisa menggunakan Factorial
Design metode Quicker.
Tabel 2. Olah Data Menggunakan Factorial Design N
Pengaruh dari sebuah variabel ditentukan berdasarkan efek yang didapat(Anderson and Whitcomb). Pada penelitian ini yield yang diharapkan adalah menurunnya kadar Fe (sehingga akan banyak muncul efek bertanda negatif). Artinya semakin besar nilai sebuah efek dengan catatan nilainya adalah negatif (bilangan negatif semakin mendekati nilai 0), maka semakin berpengaruh variabel itu.
kombinasi antara waktu adsorbsi dan suhu adsorbsi. Sehingga diharapkan pada penelitian-penelitian selanjutnya kombinasi antara waktu adsorbsi dan suhu adsorbsi selalu diikutsertakan.
Peningkatan berat adsorben menyebabkan terjadinya peningkatan penjerapan ion Fe. Hal ini terjadi karena semakin banyak core zeolit yang tersedia untuk tempat terjadinya adsorbsi berdasarkan Shrinking Core Model. (Ginting, 2010).
Berdasarkan teori adsorbsi isotherm freundlich, semakin banyak adsorben yang digunakan maka akan semakin banyak zat terlarut yang teradsorbsi. Oleh karena itu, semakin banyak zeolit yang digunakan sebagai adsorben maka semakin banyak pula Fe yang terserap. Hal ini sesuai dengan persamaan berikut:
⁄ = / ………..(Pujiastuti, 2008)
dimana:
x = banyaknya zat terlarut yang teradsorbsi (mg) m = masa adsorben (mg)
C = konsentrasi adsorben yang sama k,n = konstanta adsorben
Satu hal yang perlu diketahui, bahwasanya pada peristiwa adsorbsi ada beberapa parameter yang menjadi pedoman dalam menentukan keberhasilan proses, yaitu:
Faktor Dekontaminasi
Faktor dekontaminasi adalah perbandingan antara proporsi kontaminan di dalam sampel dengan proporsi kontaminan di dalam produk setelah adsorbsi. Faktor dekomposisi adalah kebalikan dari Enrichment Factor (IUPAC). Persamaan untuk menghitung factor dekontaminasi adalah sebagai berikut :
= …………(Zamroni dkk., 2000)
Dimana:
FD = Faktor Dekontaminasi
C0 = Konsentrasi Fe di Minyak Nilam sebelum Adsorpsi Ct = Konsentrasi Fe di Minyak Nilam setelah Adsorpsi
Efisiensi Pemisahan
Sementara itu efisiensi Pemisahan adalah perbandingan antara jumlah ion Fe yang teradsorbsi dengan Jumlah ion Fe mula-mula yang ada di blanko. Efisiensi pemisahan dijelaskan dengan persamaan dibawah ini :
μ = 100 % ….(Zamroni dkk., 2000)
dimana :
µ = Efisiensi Pemisahan
Jurnal Teknologi Kimia dan Industri, Vol. 1, No. 1, Tahun 2012, Halaman 200-205
204 Tabel 3. Hasil Perhitungan Faktor Dekontaminasi dan Efisiensi Pemisahan
Waktu
Adsorbsi
(menit)
Berat
Zeolit
(gr)
Temperatur
Adsorbsi
(0C)
Kadar
Fe
(mg/ml)
Faktor
Dekontaminasi
Efisiensi
Pemisahan
30
60
5
10
5
10
30
90
30
90
30
90
30
90
0.0918
0.0885
0.0887
0.0786
0.0905
0.0854
0.0864
0.0751
1.021786
1.059887
1.057497
1.193384
1.036464
1.098361
1.085648
1.249001
0.021322
0.056503
0.054371
0.162047
0.035181
0.089552
0.078891
0.19936
Dari tabel terlihat bahwa untuk semua perlakuan ketika kadar Fe yang diserap makin banyak, maka faktor dekontaminasi dan efisiensi pemisahan semakin besar. Akan tetapi, efisiensi pemisahan yang didapatkan disini masih terlalu kecil. Salah satu penyebab efisiensi pemisahan masih terlalu rendah adalah karena ukuran zeolit yang dipakai masih terlalu besar sehingga luas permukaannya kecil (Abdur Rahman, 2004). Sehingga disarankan untuk penelitian-penelitian berikutnya disarankan untuk menggunakan zeolit dengan ukuran lebih kecil dan jumlah yang lebih banyak.
4. Kesimpulan
Variabel yang paling berpengaruh dalam usaha menjerap Fe di dalam minyak Nilam adalah berat zeolit. Beberapa hal yang hendaknya dilakukan untuk penelitian ini ke depannya antara lain mencoba variasi berat zeolit yang lebih banyak untuk mendapat hasil yang lebih baik dan mencoba adsorbsi dengan zeolit berukuran lebih kecil untuk mengoptimalkan proses penjerapan karena luas permukaannya meningkat
Ucapan Terima Kasih
Kami mengucapkan terima kasih kepada dosen pembimbing kami, Ir. Herry Santosa, M.T., yang telah banyak terlibat langsung dalam penelitian dan penyusunan laporan, senantiasa membimbing kami dan memberikan nasihat serta kritik yang membangun selama ini. Juga kepada semua teman dan pihak yang telah memberikan dukungan dan doa dalam penelitian ini, sehingga penelitian dan penyusunan laporan bisa terselesaikan
Daftar Pustaka
Alam, Pocut Nurul. 2007. Aplikasi Proses Pengkelatan untuk Peningkatan Mutu Minyak Nilam Aceh. Jurnal
Rakayasa Kimia dan Lingkungan, vol.6 No.2 (63-66).
Alfian, Zul. 2003. Analisis Kadar Logam Besi (Fe) dari Minya kNilam (Patchouly Oil) yang Diperoleh Dari
Penyulingan Dengan Menggunakan Wadah Kaca, Stainless Steel dan Drum Bekas secara Spektrofotometri Serapan Atom. Jurusan Kimia FMIPA. Universitas Sumatera Utara.
Anderson, Mark J., and Patrick J. Whitcomb. 2000. DOE Simplified: Practical Tools for Effective Experimentation,
Second Edition. New York: Productivity Press.
Ginting, Simparmin. 2010. Analisis Kinetika Pertukaran Ion NH4 +
dan H+ pada Zeolit Alam Lampung dengan
Shrinking Core Model. Jurnal Rekayasa Kimia da Lingkungan, vol. 7(196-203).
Ma’mun. 2008. Pemurnian Minyak Nilam dan Minyak Daun Cengkeh secara Kompleksometri. Jurnal Littri
14(1),36-42.
Pohan, H.G., dan B. Tjiptahadi.1987.Pembuatan Desain/Prototipe Pembuatan Arang Aktif dan Studi Teknologi
Ekonominya. BBPP IHP Proyek Penelitian dan Pengembangan Industri Hasil Pertanian IPB: Bogor
Pujiastuti, C., dan Adi Saputro. 2008. Model Matematika Adsorpsi Zeolit Alam terhadap Ion Zn pada Air Limbah Elektroplating. Jurnal Teknik Kimia,vol.2.
Rahman, Abdur, dan Budi Hartono. 2004. Penyaringan Air Tanah dengan Zeolit Alami untuk Menurunkan Kadar Besi dan Mangan. Makara, Kesehatan, vol. 8(1-6).
Sari, E., Sundari, E. (2006) Upaya peningkatan kualitas dan permasalahan perdagangan minyak nilam di Sumatera
Barat, Prosiding Konferensi NasionalMinyak Atsiri 2006: Solo.
Sayekti, S.1999.Pembuatan, Karakterisasi, danUji Aktivitas Se/KarbonAktif untuk Menurunkan Kandungan Radikal Bebas dalam Minyak Kelapa, Skripsi, Jurusan Kimia Fakultas MIPA UGM. Yogyakarta
Widiahtuti, Ifon. 2008. Efisiensi Energi dan Uji Kinerja Prototipe Alat Penyulingan Minya kNilam. Departemen Teknologi Industri Pertanian, FakultasTeknologiPertanian, Institut Pertanian Bogor : Bogor.
Widodo, Puguh Priyo. 2010. Zeolit Alam Teraktivasi sebagai Materi Alternatif untuk Meningkatkan Kualitas Minyak Nilam Rakyat.PKM GagasanTertulis. UniversitasNegeri Malang.
Zamroni, Husen, dan Thamzil Las. 2000. Pembuatan Mn-Zeolit untuk Penyerapan Limbah Radioaktif Sr-90 dan
