PEMBUATAN MEMBRAN KOMPOSIT POLI VINIL ALKOHOL (PVA) DAN POLI ETILEN GLIKOL (PEG) DENGAN BIOSILIKA ABU DAUN BAMBU UNTUK APLIKASI PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU - repository perpustakaan

(1)

PEMBUATAN MEMBRAN KOMPOSIT POLI VINIL ALKOHOL (PVA) DAN POLI ETILEN GLIKOL (PEG) DENGAN BIOSILIKA ABU DAUN BAMBU UNTUK APLIKASI

PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU

SKRIPSI

diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik

HANIF SETYONO 1603020024

PROGRAM STUDI TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK DAN SAINS

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH PURWOKERTO 2020

Pembuatan Membran Komposit…, Hanif Setyono, Fakultas Teknik dan Sains UMP, 2020

(2)

(3)

(4)

(5)

MOTTO

Just going the flow , enjoy your ride , and smile along the way when something unexpected happens .

Keep the faith

Atsiqoh billah.

(6)

KATA PENGANTAR

Assalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

Puji syukur penulis panjatkan atas kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan rahmat, hidayah dan anugerah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Pembuatan Membran Komposit Poli Vinil Alkohol (PVA) dan Poli Etilen Glikol (PEG) dengan Biosilika Abu Daun Bambu untuk Aplikasi Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu”.

Penyusunan skripsi ini merupakan salah satu syarat dalam menyelesaikan program studi strata satu (S1) dan memperoleh gelar sarjana Teknik Kimia di Fakultas Teknik dan Sains Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

Dalam penyusunan skripsi ini, peyusun tidak akan selesai tepat waktu tanpa bantuan dari berbagai pihak, oleh sebab itu penulis sampaikan ucapan terimakasih yang setulus-tulusnya kepada:

1. Allah SWT atas semua nikmat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini.

2. Kedua orang tua serta keluarga yang telah memberikan motivasi, semangat dan do’a.

3. Dr. Anjar Nugroho, M.S.I., M.H.I., selaku Rektor Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

4. Ir. Teguh Marhendi, S.T., M.T., ASEAN.Eng., IPM. selaku Dekan Fakultas Teknik dan Sains.

5. Haryanto, S.T, M.T., Ph.D. selaku Ketua Program Studi Teknik Kimia.

6. Dr. Anwar Ma’ruf, S.T., M.T., selaku pembimbing yang telah memberikan kritik dan saran bimbingan maupun arahan yang sangat berguna dalam menyelesaikan penyusunan skripsi ini.

7. Seluruh Dosen (Pak Regawa, Pak Haris, Ibu Neni, Ibu Endar, Pak Alwani) dan laboran (Mas Rochmat dan Pak Teguh) Program Studi Teknik Kimia

(7)

Fakultas Teknik dan Sains Univesitas Muhammadiyah Purwokerto, terimakasih atas bimbingan dan bantuannya yang telah diberikan kepada penulis.

8. Sahabat-sahabatku yang selalu memberikan perhatian, motivasi, semangat dan selalu mendengarkan keluh kesah saya selama menjalankan penelitian.

9. Teman-teman mahasiswa satu angkatan 2016 yang telah berjuang bersama hingga saat terakhir ini.

10.Tata usaha dan civitas academia Fakultas Teknik dan Sains Universitas Muhammadiyah Purwokerto.

11.Serta semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu per satu yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

Penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam menyelesaikan skripsi ini masih jauh dari sempurna, dan masih banyak kekurangan mengingat keterbatasan pengalaman dan kemampuan penulis. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun penulis akan menerima dengan senang hati. Semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat.

Wassalamu’alaikum Warahmatullahi Wabarakatuh

(8)

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

HALAMAN PERSETUJUAN ... ii

HALAMAN PENGESAHAN ... iii

HALAMAN PERNYATAAN ORISINALITAS ... iv

MOTTO ... v

KATA PENGANTAR ... vi

DAFTAR ISI ... viii

DAFTAR TABEL ... x

DAFTAR GAMBAR ... xi

ABSTRAK ... xii

ABSTRACT ... xiii

BAB I PENDAHULUAN 1.1 . Latar Belakang ... 1

1.2 Perumusan Masalah... 2

1.3 Tujuan Penelitian ... 2

1.4 . Manfaat Penelitian... 3

BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Bambu ... 4

2.1.1 Bambu Ampel (Bambusa vulgaris) ... 4

2.2 Silikon Dioksida ... 5

2.3 Polivinil Alkohol (PVA) ... 7

2.4 Polietilen Glikol (PEG) ... 8

2.5 Karakteristik Limbah Cair Tahu ... 10

2.6 Membran ... 11

2.6.1 Jenis Membran ... 12

2.6.2 Teknik Pembuatan Membran ... 16

2.6.3 Laju Aliran (Fluks) ... 18

2.6.4 Permselektivitas ... 20

(9)

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

3.1 Jenis Penelitian ... 21

3.2 Waktu dan Tempat Penelitian ... 21

3.3 Penetapan Variabel ... 21

3.4 Alat dan Bahan yang digunakan... 21

3.4.1 Alat yang digunakan... 21

3.4.2 Bahan yang digunakan ... 22

3.5 Prosedur Penelitian ... 23

3.5.1 Sintesis Silika Abu Daun Bambu ... 23

3.5.2 Pembuatan Membran... 24

3.5.3 Uji Kinerja Membran Komposit Si/PVA/PEG ... 24

3.5.4 Analisa Limbah Cair Tahu ... 26

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Karakteristik Membran Komposit PVA-PEG-Silika ... 27

4.2 Pengaruh komposisi Silika terhadap Nilai Fluks terhadap Limbah Cair Industri Tahu ... 28

4.3 Pengaruh kadar PEG terhadap Nilai Fluks terhadap Limbah Cair Industri Tahu ... 30

4.4 Pengaruh komposisi Silika terhadap Nilai Rejeksi terhadap Limbah Cair Industri Tahu ... 32

4.5 Pengaruh kadar PEG terhadap Nilai Fluks terhadap Limbah Cair Industri Tahu ... 35

BAB V SIMPULAN DAN SARAN 5.1 Simpulan ... 38

5.2 Saran ... 38

DAFTAR PUSTAKA ... 39 LAMPIRAN

(10)

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Karakteristik SiO2 ... 6

Tabel 2.2 Karakteristik film Polivinil alkohol (PVA) ... 8

Tabel 2.3 Karakteristik Limbah Tahu Cair ... 10

Tabel 2.4 Rentang nilai tekanan operasi dan fluks proses membran ... 15

Tabel 4.1 Nilai fluks pada setiap 30 menit filtrasi variasi Silika ... 28

Tabel 4.2 Nilai fluks total rata-rata pada setiap variasi massa Silika ... 28

Tabel 4.3 Nilai fluks pada setiap 30 menit filtrasi variasi PEG ... 30

Tabel 4.4 Nilai fluks total rata-rata pada setiap variasi PEG ... 30

Tabel 4.5 Nilai Rejeksi pada setiap variasi massa silika ... 32

Tabel 4.6 Analisa ANOVA variasi massa silika terhadap Rejeksi Turbidity ... 34

Tabel 4.7 Analisa ANOVA variasi massa silika terhadap Rejeksi TDS ... 34

Tabel 4.8 Nilai Rejeksi pada setiap variasi PEG ... 35

Tabel 4.9 Analisa ANOVA variasi kadar PEG terhadap Rejeksi Turbidity ... 37

Tabel 4.10 Analisa ANOVA variasi massa silika terhadap Rejeksi TDS ... 37

(11)

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Bambu Ampel ... 5

Gambar 2.2 Struktur kristal Silika ... 6

Gambar 2.3 Struktur PVA ... 8

Gambar 2.4 Struktur PEG ... 9

Gambar 2.6 Skema Proses Membran ... 12

Gambar 2.7 Bagan proses pemisahan pada membran ... 14

Gambar 2.8 Skema jenis-jenis membran ... 16

Gambar 2.9 Kurva perubahan fluks membran terhadap waktu... 19

Gambar 2.10 Gejala fouling ... 20

Gambar 3.1 Skema alat Uji Fluks ... 25

Gambar 4.1 Tampilan visual membran komposit ... 27

Gambar 4.2 Grafik hubungan nilai fluks terhadap waktu filtrasi variasi Silika... 29

Gambar 4.3 Grafik hubungan nilai fluks total dengan massa silika ... 29

Gambar 4.4 Grafik hubungan nilai fluks terhadap waktu filtrasi variasi PEG ... 31

Gambar 4.5 Grafik hubungan nilai fluks total dengan kadar PEG ... 31

Gambar 4.6 Grafik hubungan variasi silika terhadap nilai Rejeksi Turbidity ... 32

Gambar 4.7 Grafik hubungan variasi silika terhadap nilai Rejeksi TDS ... 33

Gambar 4.8 Grafik hubungan variasi PEG terhadap nilai Rejeksi Turbidity .... 35

Gambar 4.9 Grafik hubungan variasi PEG terhadap nilai Rejeksi TDS ... 36

(12)

ABSTRAK

Ilambu merupakan komoditas lokal yang mudah ditemui

di

lndonesia.

'.: riin daunnya masih banyak belum dimanfaatkan.salah satu pemant-aatan daun

^.,:rhu yang mungkin adalah sintesis silika. Silika dapat diekstrak ^dan -rnrairfaatkan lebih lanjut sebagai bahan pada pembuatan membran silika" Pada

irl.neiilian

ini

silika dikompositkan dengan PVA dan PEG menjadi membran

>; i,\/A/PEG. Penelitian ini bertujuan menjelaskan pengaruh ^massasilika dan kadar PEtr terhadap koefisien rejeksi,dan fluks pada membran Si/PVAIPEG. Membran

:i

PVA/PEG diaplikasikan untuk tujuan pengurangan turbidity ^dan^lotal^dissolved

rr.,1lil.r pada limbah cair industri tahu. Membran Si/PVA/PEG dibuat dengan ntenn'ariasikan massa silika yaitu 0 gram,

i

gram, 3 gratn, dan 5 gram. Serta variasi kiriial PEG sebesar 0 ^Yo,5 %,

l0

^oh.^dan²⁰% (v/v PVA). Membran komposit .ieng;rn komposisi 5 gram silika dengan campuran kadar PEG ¹⁰⁹⁶memilik kineria ilembran terbaik , ^yang^dapatdibuktikan dengan kemampuan mereieksi polutan iirnbirh cair industri tahu pada aspek turbidity sebesar 79.83

o

_dan_rejeksi_pada

aspek total dissalved ,solids sebesar 60,57 oh" dengan nilai fluks terhadap limbah calr industri tahu yaitu 0"016 ml/cm2.menit.

Kata kunci : Abu daun bambu. Siiika, PEG. Lirnbah cair industri tahu

(13)

ABSTRACT

Bamboo is a local commodity that is easily found in Indonesia, but the leaves are still many untapped. One ofthe utilization ofthe possible bamboo leaves is silica synthesis. Silica can be extracted and utilized firttrer ^asan ingredient for

the manufacture of silica membranes. In this study silica was composed with PVA

and PEG into SiIPVAAEG membrane. The study aims to explain the influehce of

silisa mas5 and PEG levels to the coefficient of resistance, and flux in Si/PVA/PEG membrane. The membrane of Si/PVA/PEG is applied for the purpose of reducing turbidity and total dissolved solids

in

the tofu industial liquid waste. The SiiPVA/PEG mernbrane is made by vmying the silica masses of 0 grams, 1 grams, 3 grams, and 5 grams. As well as variations in PEG levels by AYo,5Yo,l,AYo, and

20%;o (v/v PVA). Composite membrane with 5 grams of silica composition with a mixture of PEG level 10% have the best membrane performance, which can be proved by the ability to remodel the liquid waste industry tofu on turbidity meter aspect of 79.83Yo and the regime on the total aspect 60.57 of the dissolved solids

yo,wththe _flux_value_{of Tofu}liquid indusrial waste is 0.016 ml/cm2.min.

Keywords: bamboo leaf ash, silica, PEG, industriat liquid waste tofu

x111 I