138 Yoan Theasy / Adsorpsi Limbah Pewarna Tekstil Menggunakan karbon dari Kertas Koran

Prosiding Pertemuan Ilmiah XXX HFI Jateng & DIY, Salatiga 28 Mei 2016

ISSN : 0853-0823

Adsorpsi Limbah Pewarna Tekstil Menggunakan Karbon Dari Kertas

Koran

Yoan Theasy* , Sulhadi, Mahardika Prasetya Aji, Ruslina Pascasarjana UNNES

Kampus Unnes Bendan Ngisor Semarang 50233

* e-mail: yoante321@gmail.com

Abstrak – Industri tekstil selain mampu meningkatkan perekonomian juga memiliki dampak meningkatkan pencemaran

oleh limbah cair ke lingkungan. Limbah industri tekstil sebagian besar mengandung pencemar berupa zat warna, salah

satu pewarna tekstil yang digunakan adalah Methylene Blue. Proses adsorpsi di industri banyak dipakai untuk

pemurnian pelarut. Adsorben yang paling potensial adalah karbon aktif sebab memiliki luas permukaan yang tinggi.

Pada umumnya karbon aktif dapat dibuat dengan menggunakan batubara dan material yang mengandung lignoselulosa.

Salah satu material yang mengandung banyak lignoselulosa adalah kertas koran. Kertas koran diolah menjadi karbon

lalu memvariasikan jumlah massa karbon yang digunakan dalam perendaman proses adsorpsi methylene Blue, selain itu

mengontrol waktu perendaman. Maka diperoleh hasil bahwa karbon yang berasal dari kertas koran mampu

mengadsorpsi methylene blue pada larutan. Tetapi dengan tingkat intensitas cahaya larutan yang semakin menurun

setelah diukur menggunakan Luxmeter. Hal ini dikarenakan tingkat kejenuhan karbon dan jumlah massa karbon yang

berpengaruh terhadap proses adsorpsi.

Kata Kunci: Kertas koran , Methylene Blue, Adsorben, Intensitas cahaya, Luxmeter.

I. PENDAHULUAN

Metode adsorpsi dengan menggunakan adsorben hanya

memerlukan biaya yang rendah. Teknik ini paling

potensial untuk pengolahan air limbah tekstil karena

metode ini mampu menghilangkan zat organik pada

polutan air secara efisien dan bersifat ekonomis. Adsorpsi

adalah suatu proses penyerapan yang terjadi pada suatu

bidang permukaan. Faktor-faktor yang mempengaruhi

adsorpsi antara lain (1) sifat fisik dan kimia adsorben dan

adsorbat, (2) sifat fasa cair (pH, suhu), (3) sifat fasa gas

(suhu, tekanan), (4) konsentrasi adsorbat, (5) waktu

kontak adsorben dan adsorbat [1].

Adsorpsi solute oleh solid melibatkan keberadaan

kondisi setimbang antara jumlah zat yang teradsorb pada

permukaan solid dan konsentrasi zat tersebut dalam

larutan. Adsorpsi merupakan metode pemurnian yang

banyak digunakan dalam industri minyak dan industri

tekstil karena metode ini dinilai efektif dalam

menghilangkan zat warna. Proses penghilangan zat warna

ini sangat bergantung kepada jenis adsorben yang

digunakan. Adsorpsi merupakan proses pemisahan secara

selektif terhadap suatu komponen atau zat pengotor

(impurity) yang terkandung dalam fluida dengan cara

mengkontakkan fluida tersebut dengan adsorben padatan

[2].

Pada proses adsorpsi terjadi perpindahan massa dari

fluida (dapat berupa fasa gas atau cairan) ke fasa padatan.

Solut yang terserap pada permukaan padatan disebut

dengan adsorbat sedangkan padatan penyerap disebut

dengan adsorben. Aspek yang paling penting dalam

proses adsorpsi adalah pemilihan jenis adsorben.

Adsorben merupakan zat padat yang dapat menyerap

komponen tertentu dari suatu fase fluida. Kebanyakan

adsorben adalah bahan-bahan yang sangat berpori dan

adsorbsi berlangsung terutama pada dinding-dinding pori

atau pada letak-letak tertentu didalam partikel itu [3].

Adsorben yang paling potensial adalah karbon aktif

sebab memiliki luas permukaan yang tinggi sehingga

kemampuan adsorpsinya besar. Karbon aktif merupakan

adsorben terbaik dalam sistem adsorpsi, karena karbon

aktif memiliki luas permukaan yang besar dan daya

adsorpsi yang tinggi sehingga pemanfaatannya dapat

optimal [4]. Pada umumnya karbon aktif dapat dibuat

dengan menggunakan batubara dan material yang

mengandung lignoselulosa sebagai bahan baku. Sumber

selulosa yang dapat digunakan diantaranya adalah sisa-

sisa produk pertanian dan hasil hutan, kertas bekas, dan

limbah industri.

Bahan dasar utama yang digunakan sebagai karbon

aktif adalah material organik dengan kandungan karbon

yang tinggi. Telah banyak penelitian mengenai bahan

karbon aktif dengan bahan murah dan tersedia banyak

seperti tempurung kelapa, tempurung kemiri dan serat

kayu [5]. Pada umumnya karbon aktif dapat dibuat

dengan menggunakan batubara dan material yang

mengandung lignoselulosa sebagai bahan baku. Salah

satu material yang mengandung banyak lignoselulosa

adalah kertas koran.

Arang selain digunakan sebagai bahan bakar, juga

dapat digunakan sebagai adsorben (penyerap) [6]. Arang

adalah suatu produk kayu yang diperoleh dari proses

karbonisasi, arang adalah risidu yang sebagian besar

komponennya adalah karbon dan terjadi karena

penguraian kayu akibat perlakuan panas [7]. Karbon aktif

adalah arang yang diolah lebih lanjut pada suhu tinggi

dengan menggunakan gas CO2, uap air atau bahan-bahan

kimia, sehingga poriporinya terbuka dan dapat digunakan

sebagai adsorben. Penelitian yang telah banyak dilakukan

adalah menggunakan karbon aktif sebagai adsorben,

dalam proses adsorpsi. Pada penelitian ini akan di uji

apakah karbon atau arang dari kertas koran tanpa disertai

pengaktifan secara kimia maupun fisika dapat menjadi

Yoan Theasy / Adsorpsi Limbah Pewarna Tekstil Menggunakan karbon dari Kertas Koran 139

Prosiding Pertemuan Ilmiah XXX HFI Jateng & DIY, Salatiga 28 Mei 2016

ISSN : 0853-0823

adsorben dalam proses adsorpsi limbah warna tekstil

(methylene blue).

Zat warna methylene blue atau Basic Blue 9 merupakan

suatu zat warna basa yang umumnya digunakan untuk

mewarnai kertas, pewarna rambut, zat warna kain katun,

wol, dan lain-lain [8]. Walaupun methylene blue bukan

termasuk zat warna berbahaya tetapi setelah terhirup akan

menimbulkan gejala sesak napas, muntah-muntah, diare,

dan mual. Selama ini methylene blue telah digunakan

sebagai model untuk mempelajari proses adsorpsi bahan

pencemar organik dari larutan berair. Pada temperatur

ruang, methylene blue berwujud padatan, tidak berbau,

berwarna hijau tua yang akan menghasilkan larutan

berwarna biru jika dilarutkan dalam air [9].

II. METODE PENELITIAN A. Rancangan Penelitian

Pada penelitian adsorpsi zat warna dengan karbon aktif

dengan variabel yang akan divariasikan adalah jumlah

massa karbon. Variabel yang dikontrol adalah jenis zat

warna yaitu methylene blue, dengan konsentrasi awal,

dan waktu t = 2 hari. Luxmeter akan digunakan untuk

mengukur intensitas cahaya larutan zat warna, untuk

mengetahui tingkat kejernihan air [10].

B. Prosedur Penelitian

Sebelum melakukan percobaan utama yaitu penelitian

menggunakan karbon sebagai adsorben larutan zat warna,

terlebih dahulu dilakukan pengolahan kertas koran

menjadi karbon. Koran dengan massa 1 Kg dibakar

didalam kaleng, lalu dengan cepat kaleng tersebut ditutup

agar kadar oksigen berkurang. Karbon yang terbentuk

sedikit demi sedikit diambil dari dalam kaleng, lalu

dicampur dengan 3 sendok makan perekat PVAC dan

dibentuk menyerupai bola- bola karbon (massa 1 bola

karbon 0,6 g dan dengan diameter 13 mm). Intensitas

cahaya gelas ukur yang telah berisi larutan zat warna

(methylene blue) dengan konsentrasi 6,67 x 10-7 dan

volume 250 ml, diukur lalu dicatat sebagai I0.

C. Proses Pengujian kejernihan air berdasarkan intensitas

cahaya menggunakan Luxmeter

Bola-bola karbon dimasukkan ke dalam enam gelas

ukur yang telah berisi larutan Methylene Blue. Jumlah

massa karbon bervariasi (10, 15, 20, 25, 30, 35) seperti

pada Gambar 1.

Gambar 1. Perendaman bola karbon pada larutan Methylene

Blue

Setelah t = 2 hari, keenam larutan tersebut masing-

masing disaring, dan diukur masing-masing intensitas

cahaya dari larutan zat warna tersebut. ∆I kemudian dapat

ditetapkan sebagai

∆I = I0 – I (1)

dengan ∆I adalah selisih intensitas cahaya, I0 adalah

intensitas cahaya awal dan I adalah intensitas cahaya

akhir. Pengolahan data yang diperoleh dari hasil

eksperimen kemudian dianalisis menggunakan bantuan

perangkat lunak MS Excel.

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada gambar 2 dapat dilihat ke enam larutan yang telah

diberikan bola karbon mengalami perubahan warna pada

air. Hal ini menunjukan bahwa bola karbon telah

mengadsorbsi warna Methylene Blue.

Gambar 2. Hasil adsorbsi bola karbon pada ke enam larutan

Methylene Blue

Hasil pengukuran intensitas cahaya menggunakan

Luxmeter, larutan Methylene Blue memiliki intensitas

0,06 lux dan nilai ini dinyatakan sebagai I0 . Nilai I dan ∆I

terlihat semakin menurun, nilai intensitas ke enam larutan

dapat dilihat pada Tabel 1 berikut.

Tabel 1. Nilai Intensitas cahaya

Jumlah

Bola

Karbon

Massa Karbon

(g)

I

(lux)

∆I

(lux)

10 6 0,27 0,21

15 9 0,24 0,18

20 12 0,17 0,11

25 15 0,15 0,09

30 18 0,12 0,06

35 21 0,1 0,04

Berdasarkan Tabel 1 dapat terlihat bahwa semakin

banyak jumlah karbon yang diberikan, maka semakin

rendah nilai intensitas cahaya. Hal ini dikarenakan karbon

memiliki tingkat kejenuhan dan perbandingan antara

jumlah massa karbon yang digunakan dalam proses

adsorpsi juga berpengaruh. Berdasarkan pengamatan

yang telah dilakukan, semakin banyak massa karbon yang

diberikan, maka proses adsorpsi akan semakin cepat.

Tetapi terjadi perubahan warna air menjadi keruh

kecoklatan yang berasal dari karbon. Hal ini terjadi

karena, bola karbon yang di olah dengan bantuan perekat

Yoan Theasy / Adsorpsi Limbah Pewarna Tekstil Menggunakan Karbon 140

Prosiding Pertemuan Ilmiah XXX HFI Jateng & DIY, Salatiga 28 Mei 2016

ISSN : 0853-0823

pvac mengalami penguraian karena terlalu lama terendam

air. Hal ini menunjukan bahwa bola karbon ini memiliki

tingkat kejenuhan sebagai adsorben. Dari tabel 1 dapat

dibuat kurva penurunan tingkat kejernihan air yang

ditunjukan oleh nilai intensitas cahaya (I) yang

ditunjukan pada Gambar 3.

Gambar 3. Kurva Hubungan antara intensitas cahaya dan

massa karbon

Pada Gambar 3 menunjukan penurunan tingkat intensitas

cahaya, terlihat pada massa karbon 6 g menuju massa

karbon 9 g, dan seiring pertambahan massa karbon yang

semakin banyak maka tingkat intensitas cahayanya

semakin menurun. Hal ini disebabkan karena bola karbon

memilliki tingkat kejenuhan sebagai adsorben. Pada

Gambar 4 menunjukan adanya penurunan tingkat

intensitas cahaya larutan berdasarkan perubahan nilai

intensitas cahaya (∆I). Dapat dilihat pada gambar 4

sampel 1 yang memiliki massa karbon 6 g menuju 9 g

menunjukan penurunan perubahan intensitas cahaya

(∆I).

Gambar 4. Kurva Hubungan antara Perubahan intensitas

cahaya terhadap massa karbon

IV. KESIMPULAN

Karbon yang berasal dari kertas koran dan tanpa

disertai pengaktifan secara kimia atau fisika dapat

digunakan sebagai adsorben polutan limbah zat pewarna

tekstil Methylene Blue. Warna Methylene Blue pada ke

enam larutan terlihat semakin menghilang, hal ini

menandakan bahwa bola karbon dapat digunakan sebagai

adsorben zat warna. Tetapi pada saat penggunaan karbon

yang terlalu banyak, maka warna dari methylene blue

akan lebih cepat terserap tetapi warna air akan menjadi

lebih keruh kecoklatan karena bola karbon yang diolah

menggunakan perekat pvac mengalami penguraian atau

dapat dikatakan hancur. Hal ini dapat dikatakan bahwa,

bola karbon memiliki tingkat kejenuhan sebagai

adsorben. Hal ini dapat diperlihatkan dari hasil

pengukuran intensitas cahaya menggunakan Luxmeter,

semakin banyak jumlah massa karbon yang diberikan ,

maka semakin rendah tingkat intensitas cahaya larutan.

UCAPAN TERIMA KASIH

Puji Syukur saya panjatkan kepada Tuhan yang Maha

Esa karena penelitian ini dapat terselesaikan dengan baik.

Terima kasih juga kepada seluruh pihak yang terlibat

dalam proses penelitian ini, terutama kepada dosen

pembimbing mata kuliah metodologi riset ini.

PUSTAKA

[1] Iskandar. Analisis Unsur Karbon Aktif Tempurung

Kelapa dengan Metode Analsis Ultimat ( Ultimate

Analysis). ITB Bandung 2012.

[2] Siahaan Satriyani, dkk. Penentusn Kondisi Optimum Suhu

dan Waktu Karbonisasi pada Pembuatan Arang dari

Sekam Padi. Jurnal Teknik Kimia USU, Vol. 2, No. 1,

2013

[3] Rahmayani fatimah dan siswarni. Pemanfaatan Limbah

Batang Jagung sebagai Adsorben Alternatif pada

Pengurangan Kadar Klorin dalam air Olahan (Treated

Water). Jurnal Teknik Kimia USU, Vol 2, No 2 (2013).

[4] Shofa. Pembuatan Karbon Aktif Berbahan Baku Ampas

Tebu dengan Aktivasi Kalium Hidroksida. Skripsi.

Fakultas Teknik Program Studi Teknik Kimia Universitas

Indonesia, 2012.

[5] Juliandini Fithrianita dan Yulinah. Uji Kemampuan

Karbon aktif dari Limbah Kayu dalam Sampah Kota

untuk Penyisihan Fenol. Prosiding. Program studi MMTS-

ITS, ISBN: 978- 979- 99735- 4- 2. Surabaya 2 February

2008.

[6] Yustinah dan Hartin. Adsorpsi Minyak Goreng Bekas

Menggunakan Arang Aktif dari Sabut Kelapa. ISSN

1693- 4393. Yogyakarta 22 February 2011.

[7] Herlina. Studi Adsorpsi- Desorpsi Zat Warna Methylene

Blue dalam Kitosan. Skripsi. Program Studi Kimia.

Yogyakarta 2014.

[8] http://eprints.uny.ac.id/8424/3/bab%202%20%200830714

1032.pdf. (Diakses 22 Maret 2016 pukul 20.00 WIB)

[9] Iskandar. Analisis Unsur Karbon Aktif Tempurung

Kelapa dengan Metode Analisis Ultimat ( Ultimate

Analysis). ITB Bandung 2012.

[10] Pamungkas Muchamad, dkk. Perancangan dan Realisasi

Alat Pengukur Intensitas Cahaya. Jurnal Ekomika.

Volume 3, No.2, 2015.

Yoan Theasy / Adsorpsi Limbah Pewarna Tekstil Menggunakan karbon dari Kertas Koran 141

Prosiding Pertemuan Ilmiah XXX HFI Jateng & DIY, Salatiga 28 Mei 2016

ISSN : 0853-0823

TANYA JAWAB

Pramudita Anggraita (HFI)

? Penelitian saudara masih horizontal, dua makalah hanya

berbeda pada bahan karbon dari koran dan daun kering. Jadi

untuk penelitian lebih lanjut adalah mencari bahan terbaik

untuk karbon. Masih ada masalah jika memakai koran atau

daun kering. Lebih baik penelitian dilanjutkan tanpa bahan

(sinar, dll).

Yoan Theasy (UNNES)

√ Baik, saran ditampung.

Wahyu Widanarto (UNSOED)

? Coba gunakan bahan fotokatalitik.

Yoan Theasy (UNNES)

√ Baik, saran ditampung.