ZEOLIT, TiO2 DENGAN POLIMER POLIVINIL ALKOHOL UNTUK ULTRAFILTRASI”

(1)

“

PEMBUATAN MEMBRAN HIBRID DARI TANAH LIAT,

ZEOLIT, TiO

2

DENGAN POLIMER POLIVINIL ALKOHOL

UNTUK ULTRAFILTRASI”

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik Kimia

EGA NABELLA ZANNA

1403020030

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA

FAKULTAS TEKNIK DAN SAINS

(2)

HALAMAN PERSETUJUAN

Skripsi yang diajukan oleh :

Nama : Ega Nabella Zanna

NIM : 1403020030

Program Studi : Teknik Kimia

Fakultas : Teknik dan Sains

Perguruan Tinggi : Universitas Muhammadiyah Purwokerto

Judul : Pembuatan Membran Hibrid dari Tanah Liat, Zeolit, TiO2 dengan Polimer Polivinil Alkohol untuk Ultrafiltrasi

Telah diterima dan disetujui

Purwokerto, 19 Juli 2018

Pembimbing

Anwar Ma’ruf, S.T., M.T.

(3)

HALAMAN PENGESAHAN

Skripsi yang diajukan oleh :

NIM : 1403020030

Judul : Pembuatan Membran Hibrid dari Tanah Liat, Zeolit, TiO2 dengan Polimer Polivinil Alkohol untuk Ultrafiltrasi

Telah berhasil dipertahankan dihadapan Dewan Penguji dan diterima sebagai bagian persyaratan yang diperlukan untuk memperoleh gerlar Sarjana Teknik (S.T.) pada program studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik dan Sains, Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

DEWAN PENGUJI

Penguji 1 (Pembimbing) Anwar Ma’ruf, S.T., M.T. ………..

Penguji 2 Haryanto, S.T., M.T., Ph.D. ………..

Penguji 3 Ir. Regawa Bayu P, S.T., M.T. ………..

Ditetapkan di : Purwokerto Tanggal : 30 Juli 2018

Mengetahui,

Dekan Fakultas Teknik dan Sains

(4)

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS

Yang bertanda tangan dibawah ini saya :

NIM :1403020030

Menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa Skripsi ini adalah hasil

karya saya dan semua sumber baik yang dikutip maupun rujukan telah saya

nyatakan dengan benar serta bukan hasil penjiplakan dari hasil karya orang lain.

Demikian pernyataan ini dan apabila kelak dikemudian hari terbukti

ada unsur penjiplakan, maka saya bersedia mempertanggung jawabkan sesuai

dengan ketentuan yang berlaku.

Yang Menyatakan,

(5)

MOTTO

“kecerdasan emosi adalah kemampuan mersakan, memahami, dan secara efektik

menerapkan daya dan kepekaan emosi, sebagai sumber energi, informasi, koneksi,

dan pengaruh yang manusiawi.”

(Robert K. Cooper)

“Harga kebaikan manusia adalah diukur menurut apa yang telah dilaksanakan/diperbuatnya”

(Ali Bin Abi Thalib)

“Kerjakan sesuatu dengan ikhlas, dibalik kesulitan pasti ada kemudahan, lakukan yang terbaik karena Allah SWT dan keajaiban terjadi dari kerja keras yang ikhlas

karena Allah SWT” (EQS Club)

“Kegagalan hanya terjadi bila kita menyerah”

(Lessing)

Persembahan

Setiap goresan tinta ini adalah wujud dari keagungan dan kasih sayang yang diberikan Allah SWT kepada umatnya.

Setiap detik waktu menyelesaikan karya tulis ini merupakan hasil getaran doa kedua orang tua, saudara dan orang-orang terkasih yang mengalir tiada henti. Setiap pancaran semangat dalam penulisan ini merupakan dorongan dan dukungan

dari kedua orang tua, yang terkasih dan sahabat-sahabatku tercinta Alhamdulillah...

Kupersembahkan sebuah karya kecil ini dengan penuh rasa syukur kepada setiap orang yang berharga di dalam kehidupanku atas segala dukungan yang telah

diberikan selama ini serta doa yang tiada hentinya : Bapak dan Mamah

Kakak-kakak ku Adik-adik ku Sahabat-sahabat

(6)

ABSTRAK

Limbah zat warna sintetis yang berasal dari industri akan tersisa pada

air buangan yang pada akhirnya akan masuk ke dalam lingkungan sekitarnya dan

menyebabkan kelangkaan air. Cara yang banyak dipergunakan dalam pengolahan

air adalah filtrasi menggunakan teknologi membran. Teknologi membran

memiliki beberapa keuntungan, diantaranya : proses pemisahan yang dapat terjadi

pada suhu kamar dan penggunaannya tidak bersifat destruktif. Membran ialah

sebuah penghalang selektif antara dua fasa (Fauzan, 2009). Penelitian ini

bertujuan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi TiO2 terhadap karakteristik

membran keramik tanah liat-zeolit, pengaruh konsentrasi polimer PVA terhadap

karakteristik membran hibrid, Mengetahui fluks dan rejeksi membran keramik

hibrid pada proses pemurnian air. Hasil penelitian menunjukan Penambahan TiO2

dapat mempengaruhi karakteristik membran, semakin banyak % TiO2 maka

densitas, porositas dan water absobtion semakin tinggi, Penambahan Polivinil

Alkohol dapat mempengaruhi karakteristik membran hybrid, semakin banyak %

PVA maka densitas semakin tinggi, porositas dan water absobtion semakin turun,

Hasil penghilangan zat warna dengan membran hybrid yang baik yaitu pada

konsentrasi PVA 7% dengan nilai fluks mencapai 0,227273% dan nilai rejeksinya

92,01521%.

(7)

ABSTRACT

Synthetic industrial dyestuff waste which remains in the waste water will

eventually enter the surrounding environment and cause water scarcity. The most

widely used method in water treatment is filtration using membrane technology.

Membrane technology has several advantages, including: separation processes

which may occur at room temperature and its use is not destructive. Membranes

are a selective barrier between two phases (Fauzan, 2009). This study aimed to

determine the effect of TiO2 concentration to the characteristics of zeolite-clay

ceramic membrane, the effect of PVA polymer concentration on hybrid membrane

characteristics, the flux and rejection of hybrid ceramic membrane in water

purification process. The results discovered that the addition of TiO2 could affect

membrane characteristics, the more % of TiO2 the higher the density, porosity

and water absorption were. The addition of polyvinyl alcohol could affect the

hybrid membrane characteristics, the more % of PVA the higher the density was

and the lower porosity and water absorption were. Dye removal with good hybrid

membrane was at 7% PVA concentration with flux value reached 0.227273% and

its score of rejection was 92.01521%.

(8)

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan atas kehadiran Allah SWT, yang telah

melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan

Skrispi dengan judul “Pembuatan Membran Hibrid dari Tanah Liat, Zeolit, TiO2 dengan Polimer Polivinil Alkohol untuk Ultrafiltrasi”.

Penyusunan Skripsi ini merupakan salah satu syarat dalam menyelesaikan

program studi Strata Satu (S1) dan memperoleh gelar Sarajana Teknik Kimia di

Fakultas Teknik Dan Sains Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

Skripsi ini tidak akan terselesaikan tepat waktu jika tanpa bantuan dari

berbagai pihak, oleh sebab itu saya sampaikan ucapan terimakasih yang

setulus-tulusnya kepada:

1. Kedua orang tua serta keluarga besar yang telah memberikan banyak

motivasi kepada saya.

2. Bapak M. Taufik Tamam, ST.,MT. selaku Dekan Fakultas Teknik Dan

Sains.

3. Bapak Haryanto, ST.,MT.,Ph.D. selaku Kaprodi Teknik Kimia.

4. Bapak Abdul Haris Mulyadi, ST.,MT. selaku Pembimbing Akademik.

5. Bapak Anwar Ma’ruf, S.T., M.T. selaku Dosen Pembimbing Skripsi.

6. Seluruh Dosen Program Studi Teknik Kimia Fakultas Teknik Dan Sains

Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

7. Wahyu Notonegoro yang telah menemani dan memberi semangat selama

ini.

8. Tata Usaha dan Civitas Akademika Teknik Kimia Universitas

Muhammadiyah Purwokerto.

9. Teman-teman angkatan 2014 dan semua pihak yang telah membantu dalam

(9)

Saya menyadari sepenuhnya bahwa dalam menyelesaikan Skripsi ini

masih sangat jauh dari kata sempurna. Oleh karena itu, kritik dan saran yang

bersifat membangun akan sangat diterima dengan sepenuh hati. Semoga Skripsi

ini dapat memberikan manfaat.

(10)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN ... ii

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS ... iv

MOTTO DAN PERSEMBAHAN ... v

2.2.1 Berdasarkan Morfologinya ... 4

2.2.2 Berdasarkan Kerapatan Pori ... 5

2.2.3 Berdasarkan Fungsinya ... 6

2.2.4 Berdasarkan Strukturnya ... 8

2.2.5 Berdasarkan Bentuknya... 8

2.3 Tipe Alira Umpan ... 9

2.4 Karakteristik Membran ... 10

2.4.1 Kandungan Air ... 10

2.4.2 Ukuran dan Jumlah pori ... 10

(11)

2.5 Prinsip Pemisahan dengan Membran... 11

2.6 Membran Ultrafiltrasi ... 13

2.7 Keunggulan dan Kelemahan Teknologi Membran ... 14

2.8 Kinerja Membran pada Proses Ultrafiltarasi ... 15

2.8.1 Fluks ... 15

BAB III METODE PENELITIAN... 24

3.1 Rancangan Percobaan ... 24

3.2 Variabel dan Kondisi Percobaan ... 24

3.3 Alat dan Bahan ... 25

3.4 Prosedur Penelitian ... 26

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 31

4.1 Sintesis Membran Tanah liat, Zeolit dan TiO2 ... 31

4.2 Karakteristik Membran Keramik Tanah Liat, Zeolit, TiO2 ... 31

4.3 Sintesis Membran Hibrid ... 34

4.4 Karakteristik Membran Hibrid Tanah Liat, Zeolit, TiO2 ... 34

4.4 Morfologi Membran Keramik Hibrid Tanah Liat, Zeolit, TiO2 dan PVA ... 37

4.4 Aplikasi Membran Hibrid untuk Penghilangan Zat Warna ... 38

BAB V PENUTUP ... 43

5.1 Kesimpulan ... 43

5.2 Saran ... 44

DAFTAR PUSTAKA ... 45

(12)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Sifat Fisika TiO2 ... 22

Tabel 4.1 Hubungan rejeksi dengan komposisi Polivinil Alkohol terhadap

(13)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 type proses pemisahan ... 9

Gambar 2.2. Proses Pemisahan dengan Membran ... 11

Gambar 2.3. Rumus Struktur Polivinil Alkohol ... 20

Gambar 2.4. Pengaruh Derajat Polimerisasi terhadap Kelarutan

Polivinil Alkohol ... 20

Gambar 3.1 Bagan Rancangan Penelitian ... 25

Gambar 3.2 Alur Proses Uji Fluks dan Rejeksi ... 27

Grafik 4.1. Pengaruh konsentrasi TiO2 terhadap densitas membran

keramik ... 31

Grafik 4.2. Pengaruh konsentrasi TiO2 terhadap porosity membran

keramik ... 32

Grafik 4.3. Pengaruh konsentrasi TiO2 terhadap water absorbtion

membran keramik ... 33

Grafik 4.4. Pengaruh konsentrasi Polivinil Alkohol terhadap densitas

membrane hibrid ... 34

Grafik 4.5. Pengaruh konsentrasi Polivinil Alkohol terhadap porosity

membran hibrid ... 35

Grafik 4.6. Pengaruh konsentrasi Polivinil Alkohol terhadap water

absorption membran hibrid ... 36

Gambar 4.7. Skema morfologi membran keramik dan membran hibrid

dengan Scanning Electron Microscope ... 37

Grafik 4.8. Hubungan fluks dengan komposisi Polivinil Alkohol 0%

terhadap membran hibrid ... 38

Grafik 4.9. Hubungan rejeksi dengan komposisi Polivinil Alkohol

terhadap membran hibrid ... 39