SINTESIS DAN KARAKTERISASI BIOSORBEN DARI LIMBAH …repository.uinjambi.ac.id/1369/1/MALIA SABRINA_ TB150993... · 2020. 4. 11. · Jambi. Tanjung Jabung Barat merupakan Kabupaten

FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN UIN STS JAMBI

SINTESIS DAN KARAKTERISASI BIOSORBEN

DARI LIMBAH SABUT PINANG (Areca catechu L.)

SKRIPSI

MALIA SABRINA

NIM. TB150993

PROGRAM STUDI TADRIS BIOLOGI

FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI

SULTAN THAHA SAIFUDDIN JAMBI

2019


SINTESIS DAN KARAKTERISASI BIOSORBEN

DARI LIMBAH SABUT PINANG (Areca catechu L.)

SKRIPSI

Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Pendidikan

DISUSUN OLEH :

MALIA SABRINA

TB.150993

PROGRAM STUDI TADRIS BIOLOGI

FAKULTAS TARBIYAH DAN KEGURUAN

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI

SULTAN THAHA SAIFUDDIN JAMBI

2019






MOTTO

Yakin adalah kunci jawaban dari segala permasalahan.

Dengan bermodal yakin meupakan obat mujarab penumbuh

semangat hidup.


ABSTRAK

Nama : Malia Sabrina

Jurusan : Tadris Biologi

Judul : Sintesis dan Karakterisasi Biosorben dari Limbah Sabut Pinang

(Areca catechu L.)

Sintesis dan karakterisasi biosorben dari limbah sabut pinang ( Areca

catechu L.) telah dilakukan menggunakan teknik eksperimen. Tujuan dari

penelitian ini untuk memberikan alternatif sumber bahan dasar biosorben yang

ekonomis dan mudah diperoleh serta mempergunakan limbah sabut pinang yang

tidak diberdayakan dengan baik. Penelitian ini merupakan penelitian murni (sains)

dengan menggunakan metode eksperimen dilakukan dengan pendekatan deskriptif

kuantitatif yaitu melalui uji coba di Laboratorium. Hasil analisis setelah di

lakukan dibandingkan dengan SNI No. 06-3730-1995 tentang Persyaratan Arang

Akif. Biosorben disintesis menggunakan variasi karbonisasi 400ºC, 300ºC, dan

tanpa karbonisasi. Bubuk biosorben dianalisis secara kadar abu, kadar air dan

gugus fungsional (FTIR) untuk hasil analisis kadar abu pada suhu 400º C

(27,02%) suhu 300º C (43,99%) dan tanpa karbonisasi (2,45%) analisis kadar air

pada suhu 400ºC (23,06%) suhu 300º C,(24,74%) dan tanpa karbonisasi (26,48%).

Berdasarkan penjelasan diatas dapat disumpulkan bahwa pada suhu sampel

dengan karbonisasi 400ºC memperlihatkan hasil yang terbaik.

Kata Kunci : Arang Aktif, Limbah Sabut Pinang


ABSTRACT

Name : Malia Sabrina

Study Program : Biology Education

Title : Synthesis and characterization of biosobents from Areca

fiber waste (Areca catechu L.)

Synthesis and characterization of biosorbents from areca nut (Areca

catechu L.) waste have been carried out using experimental techniques. The

purpose of this study is to provide an alternative source of biosorbent base

material that is economical and easily obtained as well as using areca nut coir

waste which is not empowered properly. This research is a pure research (science)

using an experimental method carried out with a quantitative descriptive approach

that is through trials in the Laboratory. The results of the analysis after it was

compared with SNI No. 06-3730-1995 concerning the Requirements for Active

Charcoal. Biosorbent is synthesized using carbonization variation of 400ºC,

300ºC, and without carbonization. Biosorbent powder was analyzed by ash

content, water content and functional groups (FTIR) for the analysis of ash

content at 400ºC (27.02%) at 300ºC (43.99%) and without carbonization (2.45%)

content analysis water at 400ºC (23.06%) at 300ºC, (24.74%) and without

carbonization (26.48%). Based on the explanation above, it can be concluded that

at the temperature of the carbonized sample 400ºC shows the best results.

Keywords : Activated charcoal, fiber waste Areca catechu L.


KATA PENGANTAR

Alhamdulilah puji syukur kepada Allah SWT, Tuhan yang maha ‗Alim

yang kita tidak mengetahui kecuali apa yang diajarannya, atas iradahnya sehingga

proposal ini dapat dirampungkan. Shalawat dan salam atas Nabi SAW pembawa

risalah pencerahan bagi manusia.

Penulisan proposal ini dimaksudkan untuk memenuhi salah satu syarat

akademik guna mendapatkan gelar Sarjana Pendidikan (S.Pd) pada Fakultas

Tarbiyah dan Keguruan UIN Sulthan Thaha Saifuddin Jambi. Penulis menyadari

sepenuhnya bahwa penyelesain proposal ini tidak banyak melibatkan pihak yang

telah memberikan motivasi baik moril maupun materil, untuk itu melalui kolom

ini Penulis menyampaikan terimakasih dan penghargaan kepada :

1. Bapak Dr.H.Hadri Hasan. MA., selaku Rektor Univesitas Islam Negeri

Sulthan Thaha Saifuddin Jambi.

2. Ibu Dr. Hj. Armida, M.Pd., selaku Dekan Fakultas Tarbiyah dan Keguruan

UIN Sulthan Thaha Saifuddin Jambi.

3. Ibu Reni Safita, M.Pd dan Bapak Ferry Kurniawan, M.Si., selaku Kaprodi

dan Sekprodi.

4. Bapak Dr. H. Syahran Jailani, M.Pd., sebagai dosen Pembimbing I dan Ibu

Wiji Utami, M.Sc., sebagai dosen pembimbing II yang telah meluangkan

waktu dan mencurahkan pemikirannya demi mengarahkan penulis dalam

menyelesaikan proposal ini.

Akhirnya semoga Allah Swt. berkenan membalas segala kebaikan dan amal

semua pihak yang telah membantu. Semoga proposal ini bemanfaat bagi

pengembangan ilmu pengetahuan.

Jambi, Februari 2019

Penulis

Malia Sabrina

TB150993



BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Masalah

Tanaman pinang (Areca catechu L.) merupakan tergolong pada tanaman

monokotil yang mengandung berbagai zat kimia dengan berbagai manfaat

sehingga dapat digunakan sebagai bahan baku industri farmasi. Persebaran

tanaman pinang terdapat di Cina, Taiwan, Florida bagian selatan dan daerah tropis

seperti Indonesia (Zheng dkk., 2008). Provinsi Jambi merupakan salah satu

provinsi penghasil tanaman pinang terbesar di Pulau Sumatera (Sungkono, 2017).

menyatakan bahwa ekspor buah pinang merupakan kelompok Pertanian yang

menyumbang devisa Provinsi Jambi sebesar 95,68% dengan luas usaha

perkebunan 19,969 Ha pada tahun 2015. Angka tersebut dapat dipastikan terus

meningkat dengan seiring perkembangan teknologi negara importir buah pinang.

Pinang (Areca catechu L.) merupakan tanaman famili aracaceae yang

tingginya dapat mencapai 15-20 m dengan diameter batang 25 cm. Daun pinang

mengandung minyak atsiri yang dapat digunakan sebagai obat radang

tenggorokan. Selanjutnya, pelepah pinang juga dimanfaatkan sebagai pembungkus

makanan, seperti pembungkus gula merah, aren dan tebu. Biji buah pinang yang

diselubungi oleh sabut merupakan bagian dari tanaman pinang yang paling

banyak dimanfaatkan, yaitu dapat diubah menjadi produk sirup pinang, tepung

pinang dan pewarna batik (Sungkono, 2017). Sabut buah pinang dengan tekstur

berserat, dimana sebagian besar mengandung lignin dan selulosa Muslim dkk.

(2015) melaporkan bahwa sabut buah pinang mengandung beberapa komposisi

senyawa kimia yaitu selulosa (63,20%), hemiselulosa (32,98%), lignin (7,20%),

dan lemak (0,64%). Senyawa kimia tersebut merupakan sumber karbon dalam

pembuatan arang aktif atau adsorben (Li dkk., 2010). Berbagai alternatif bahan-

bahan kimia dapat digunakan sebagai bahan baku biosorben yaitu alga, fungi dan

bakteri. Namun penggunaan mikroorganisme tersebut memiliki beberapa kendala


diantaranya adalah sangat dipengaruhi oleh kontaminan lain serta adanya

kebutuhan perawatan seperti pemberian nutrisi tambahan (Kurniasari, dkk 2012).

Pinang di Provinsi Jambi merupakan salah satu dari komoditi subsektor

perkebunan yang memiliki prospek cukup baik dalam perkembangannya. Pada

tahun 2012 luas areal tanaman pinang di Provinsi Jambi mencapai 18.637 Ha,

Jumlah tersebut meningkat dari tahun 2002 yang hanya sebesar 5.421 Ha. Dengan

luas areal tanaman dan volume ekspor yang terus meningkat, pinang menjadi

salah satu komoditi ekspor unggulan untuk subsektor perkebunan di Provinsi

Jambi. Tanjung Jabung Barat merupakan Kabupaten dengan produksi pinang

terbesar di Provinsi Jambi yaitu sebesar 9.776 ton pada tahun 2012. Tingginya

produksi pinang di Kabupaten ini mengakibatkan Tanjung Jabung Barat menjadi

sentra pinang untuk Provinsi Jambi (Asbiliyah dkk, 2014).

Subsektor perkebunan memiliki peranan penting dalam kegiatan ekspor di

Provinsi Jambi. Pada tahun 2012 ekspor komoditi perkebunan sebesar US $

806,536,854 dari US $ 1,845,235,696 jumlah nilai ekspor keseluruhan Provinsi

Jambi. Dalam perkembangannya, komoditi ekspor ungulan perkebunan provinsi

Jambi yaitu karet olahan, minyak nabati (sawit), pinang dan kopi. Tujuan ekspor

komoditi pinang terbesar Provinsi Jambi yaitu Singapura. Pada tahun 2012,

ekspor komoditi pinang Provinsi Jambi untuk Singapura sebesar 32.707.080 ton

dengan nilai ekspor sebesar US $ 23,883,624 (Asbiliyah dkk, 2014).

Selain itu, Kabupaten Tanjung Jabung Barat memiliki pelabuhan dagang

yaitu Pelabuhan Kuala Tungkal yang menjadi sarana pendukung untuk

memperlancar kegiatan ekspor pinang. Kabupaten Tanjung Jabung Barat juga

memiliki penampung-penampung pinang skala besar yang dapat langsung

mengirim pinang ke negara tujuan ekspor, yaitu PT. Bintang Selamanya, PT.

Budiman Sukses, PT. Sari Nur, PT. Rubi dan PT. Faiza Terang. Pelabuhan Kuala

Tungkal yang dimiliki Kabupaten Tanjung Jabung Barat mempermudah distribusi

dari kegiatan ekspor yang dilakukan (Asbiliyah dkk, 2014).


Biosorben merupakan metode alternative untuk menghilangkan logam

berat dari limbah perairan karena menggunakan bahan biomaterial yang mudah

didapat dan biayanya relative murah. Biosorben mempunyai kemampuan memikat

logam berat dari dalam larutan melalui langkah-langkah metabolisme atau kimia

fisika. Proses pengolahan ini tidak memerlukan proses pemindahan limbah karena

dapat dilakukan ditempat. Bahan baku yang melimpah, murah, proses pengolahan

yang efesien, serta proses regenerasi merupakan keuntungan lain dalam

pemakaian biosorben (Ashraf, dkk 2010) dalam (Wardani, dkk 2018).

Alternatif bahan biologis lain yang dapat digunakan sebagai bahan baku

biosorben adalah limbah produk-produk pertanian. Limbah produk pertanian

merupakan limbah organik yang tentunya akan sangat mudah ditemukan dalam

jumlah besar. Pemanfaatan dan penggunaan limbah pertanian sebagai bahan baku

biosorben selain dapat membantu mengurangi volume limbah juga dapat

memberdayakan limbah menjadi suatu produk yang mempunyai nilai jual. Oleh

karena itu, potensi limbah pertanian cukup besar untuk digunakan sebagai bahan

baku biosorben logam berat. Pinang ditanam untuk dimanfaatkan biji dan

batangnya. Saat ini biji pinang telah menjadi komoditi perdagangan, biji pinang

saat ini diekspor dari Indonesia ke beberapa negara di Asia seperti India, Pakistan

dan Nepal. Namun, kulit buah pinang saat ini belum dimanfaatkan secara optimal,

selama ini kulit buah pinang hanya dibuang oleh petani (Utami, 2017).

Terlihat bahwa sabut buah pinang mengandung selulosa dan lignin sebagai

komposisi terbesar. Lignin mengandung gugus fungsional yang polar seperti

alkohol, aldehid, keton, asam karboksilat, hidroksida fenolik dan eter yang terlibat

dalam terjadinya ikatan kimia. Akibat terdapatnya komponen tersebut pada serat

sabut buah pinang maka material ini akan bersifat polar, sehingga memiliki daya

serap terhadap padatan terlarut seperti logam dan molekul organik yang bersifat

polar. Berdasarkan penjelasan diatas maka sintesis dan karakterisasi biosorben

yang berasal dari limbah sabut pinang (Areca catechu L.) perlu dilakukan agar

dapat meningkatkan daya guna dan mereduksi limbah.


B. Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang yang diperoleh, maka rumusan masalah dalam

penelitian ini adalah, sebagai berikut :

1. Bagaimana proses sintesis limbah sabut pinang (Areca catechu L.) menjadi

biosorben?

2. Bagaimana karakteristik biosorben yang disintesis dari limbah sabut pinang

(Areca catechu L.)?

C. Tujuan Masalah

Tujuan dari penelitian ini adalah :

1. Memberikan alternatif sumber bahan dasar biosorben yang ekonomis dan

mudah diperoleh ;

2. Memperlihatkan hasil biosorben terbaik dari limbah sabut pinang (Areca

catechu L.) yang di sintesis.

D. Manfaat

Sedangkan manfaat penelitian ini adalah menggali potensi sumber daya

alam Provinsi Jambi, khususnya potensi limbah sabut pinang sebagai biosorben

yang selama ini terabaikan.


BAB II

KAJIAN PUSTAKA

A. Kerangka Teori

1. Tinjauan Umum Tumbuhan Pinang (Areca catechu L.)

Pohon pinang tumbuh tegak dan tinggi, batangnya berbentuk bulat panjang

dan berbuku. Fungsi batang membawa ait dan zat makanan serta unsur hara

dari akar menuju daun dan dapat menyimpan cadangan makanan

(Tjitrosoepomo,1985a). Batang tanaman pinang ini berbuku-buku batangnya

tegak lurus (erectus) berdiameter 10-20 cm, berkayu (Peng, dkk 2015)

berbatang tunggal (Steples & Bevaqua,2006) bulat (teres) memperlihatkan

bekas-bekas daun pada permukaan daun.

Akar merupakan bagian tumbuhan yang sangat penting, akar tumbuhan

pinang berada didalam tanah warnanya keputih-putihan dan terlihat seperti

berwarna kotor. Fungsi akar untuk menyerap unsur hara yang sangat penting

dari dalam tanah dan menyimpan cadangan makanan. Akar tumbuhan pinang

memiliki tipe akar serabut, akar serabut tumbuhan pinag berwarna putih,

bertekstur agak kaku dan keras serta cukup besar seperti tambang

(Tjitrosoepomo,1985a) seperti gambar dibawah ini.

Gambar 2.1. Morfologi tumbuhan pinang (Areca catechu L.) dimana(a)pohon pinang

tumbuh tegak, (b) biji buah pinang keras, dan(c)bagian dalam biji buah

pinang (Sumber : Peng, W., dkk 2015).


Bunga tumbuhan pinang berwarna kuning, bunga tumbuhan pinang

termasuk dalam kelompok bunga majemuk (Tjitrosoepomo,1985a). Bunga

tanaman pinang bersifat hermafrodit dimana terdapat dua jenis kelamin pada satu

tanaman yaiu bunga jantan dan bunga betina berwarna (Peng, dkk 2015).

Buah atau biji pinang keras berwarna hijau jika masih muda dan berwarna

orange saat matang mengkilap bentuknya lonjong dan memiliki mesocarp yang

tebal (Peng, dkk 2015). Pericarp berserat dan tebal, embrio berbentuk kerucut

serta terletak disadar biji (Steples & Bevaqua,2006). Bentuk daun tumbuhan

pinang menyirip sebagaimana pada pada gambar dibawah.

Gambar 2.2. Daun tumbuhan pinang yang berbentuk majemuk menyirip

(Sumber : Dokumen Pribadi)

Berdasarkan Gambar 2.2 dapat dilihat bahwa daun pinang brwara hijau

dengan panjang berkisar 1-1,5 meter berwarna hijau, bertulang daun sejajar yang

biasanya terdapat bangun garis dengan satu tulang besar membujur daun

sedangkan tulang lainnya lebih kecil yang sejajar dengan ibu tulang, mempunyai

tipe daun yang rata, daging daun tipis tapi kaku, berdaun majemuk, lanset,

tersusun secara roset pada batang (Steples & Bevaqua,2006). Daun terdiri dari 20-

30 anak daun pada tiap sisi dan tersusun teratur (Wahyuni, dkk 2016).

Klasifikasi tumbuhan pinang (Areca catechu L.) adalah sebagai berikut :

Kingdom : Plantae

Superdivisi : Spermatophyta

Divisi : Magnoliophyta

Kelas : Liliopsida


Ordo : Arecales

Famili : Arecaceae

Genus : Areca

Spesies : Areca catechu L.

(Sastrahidayat, 2016)

2. Potensi Sabut Buah Pinang (Areca catechu L.)

Menurut Utomo,dkk (2013) masalah yang paling mendasar bagi mayoritas

petani Indonesia saat ini adalah ketidakberdayaan dalam melakukan negoisasi

harga produksinya. Posisi tawar petani pada saat ini umumnya lemah, hal ini

merupakan salah satu kendala dalam usaha peningkatan pendapatan petani.

Lemahnya posisi tawar petani pada umumnya disebabkan para petani kurang

mendapatkan akses pasar dan informasi pasar. Petani kesulitan menjual hasil

komoditasnya karena tidak mempunyai jalur pemasaran sendiri, sehingga para

petani akan lebih memilih menjual langsung komoditasnya kepada Pedagang

Pengumpul Desa (PPD), bahkan kepada para tengkulak. Karena peningkatan

produksi komoditas yang dikembangkan oleh petani tidak menjadi jaminan

kesejahteraan para petani yang bergerak di bidang on farm (petani penggarap)

dengan yang bergerak dibidang agribisnis hulu dan hilir, sehingga ada

kesenjangan kesetaraan kepada petani tersebut. Kondisi dilapangan menunjukan

di daerah penelitian yang menjadi kendala petani untuk menjual pinang yaitu

akses jalan yang jauh dari jalan poros desa membuat petani susah untuk

memasarkan pinang (Rahman, 2014).

Hasil pinang umumnya dikumpulkan secara kecil-kecilan dan tersebar di

pelosok-pelosok desa. Pengumpulan ini dilakukan oleh PPD, dimana PPD

membeli biji pinang kering baik yang bulat maupun yang sudah dibelah kerumah

petani atau petani itu sendiri yang membawanya ke tempat PPD. Kemudian PPD

membawanya ke Ibu Kota Kabupaten dan luar daerah. Hal ini dapat dilihat bahwa

harga yang ditetapkan kepada petani sangat ditentukan oleh PPD. Hal ini

disebabkan karena petani pada umumnya tidak mengetahui informasi pasar,

mereka hanya mengetahui harga pinang yang berlaku di pasar melalui PPD. Oleh


karena itu, para petani terpaksa menjual pinang kepada PPD dengn harga pinang

yang sudah ditetapkan mereka. Tinggi rendahnya harga yang diterima petani erat

kaitannya dengan keadaan struktur pasar dan besarnya margin pemasaran,

sehingga untuk meningkatkan pemasaran petani pinang dapat dicapai apabila

struktur pasar dan penyebab tingginya margin pemasaran diketahui. Struktur,

perilaku, dan penampilan pasar yang terjadi sebagaimana yang telah diuraikan

sebelumnya, menyebabkan pedagang lebih banyak menikmati keuntungan dan

harga yang diterima petani relatif lebih kecil (Rahman, 2014).

Tanaman pinang merupakan komoditas unggulan di Provinsi Jambi di

samping komoditas yang lain, seperti tanaman kelapa sawit, karet dan kelapa.

(Sihombing 2000) mengemukakan bahwa komoditas pinang dapat menjadi

andalan sebagai usaha bergengsi karena memiliki keunggulan sebagai berikut : a)

Mudah memperoleh bibit, b) Jarang diganggu hama dan tanaman penyakit, c)

Mampu berproduksi walaupun hanya di tanam di pekarangan, d) berbuah tanpa

mengenal musim, e) Jarak tanam relatif dekat, f) biaya investasi tidak mutlak

besar (Rahman, 2014)

Pinang merupakan jenis tanaman yang sudah dikenal luas oleh masyarakat

di Indonesia. Tanaman pinang termasuk salah satu jenis palma yang belum

banyak dikembangkan pemanfaatannya dibandingkan tanaman jenis lainnya.

Pinang mudah tumbuh di daerah tropis dan biasa ditanam di pekarangan, taman,

atau dibudidayakan. Pinang banyak dijumpai tumbuh di Pulau Sumatera,

Kalimantan, Sulawesi dan Nusa Tenggara. Secara kimia, sabut buah pinang

mengandung flavonoid, alkaloid, hemiselulosa, selulosa , dan pektin (Cyriac dkk.,

2012). Komposisi selulosa yang terdapat dalam sabut buah pinang cukup besar

yakni mencapai 70% (Panjaitan, 2008). Kandungan bahan organik yang tinggi

pada sabut buah pinang ini memungkinkannya digunakan sebagai bahan dasar

pembuatan karbon aktif yang nilainya lebih tinggi secara ekonomis.

3. Limbah

Limbah merupakan konsep buatan yang konsokuensi dari adanya aktivitas

manusia. Menurut (Armando, 2008) limbah adalah suatu bahan yang terbuang


atau dibuang dari sumber hasil aktivitas manusia maupun alam yang belum

memiliki nilai ekonomi. limbah telah menjadi masalah lingkungan yang sangat

krusal, terutama di daerah perkotaan. Sumber tumpukan limbah ota yang semakin

meningkat bagi secara kuantitas maupun ragamnya, telah turut memberikan

konstribusi yang signifikan pada kemunduran lingkungan. Kemunduran tersebut

dalam aspek kebersihan lingkungan dan esestika serta perubahan ekologi. Limbah

berdasarkan wujudnya terbagi menjadi limbah padat da limbah cair dapat dilihat

pada Tabel 2.1.

Tabel 2.1.

Jenis limbah berdasarkan wujudnya beserta keterangannya

No Limbah Keterangan

1 Limbah Padat Limbah padat adalah limbah yang berupa padat.. Pada

umnya limbah yang dihasilkan masyarkat berupa

limbah padat baik limbah yang dihasilkan rumah

tangga, kegiatan perdagangan, perkantoran,

perternakan, pertanian, serta tempat-tempat umum

beberapa contoh limbah padat yaitu : kertas, kayu,

karet, kuit, sterofome, plastik, logam, dan kaca.

2 Limbah Cair Limbah air adalah sisa dari hasil suatu atau kegiatan

berwujud cair. Contohnya : air cucian, air sabun dan

minyak bekas buangan

3 Limbah Gas Limbah gas adalah partikel kecil yang dilepas ke udara

yang di dalamnya mengandung zat berbahaya tidak

baik untuk kesehatan lingkungan. Contohnya : CO2,

HCl, SO2

Pada Tabel 2.1 terlihat bahwa limbah berdasarkan wujudnya terbagi

menjadi limbah padat dan limbah cair, adapun limbah padat adalah limbah yang

dihasilkan masyarakat sedangkan limbah cair adalah limbah sisa kegiatan yang

berwujud cair. Limbah bersadarkan bentuknya dapat dilihat pada Tabel 2.2.

Tabel 2.2 Jenis limbah berdasarkan bentuknya beserta keterangannya


No. Limbah Keterangan

1 Limbah organik Limbah organik adalah limbah yang bisa membusuk,

seperti : sisa makanan, sayuran dan daun-daun kering.

2 Limbah anorganik Limbah anorganik adalah limbah yang tidak dapat

terurai atau dengan kata lain limbah yang tidak mudah

membusuk, seperti : wadah pembungkus makanan,

kertas, plastik mainan dan botol minuman air mineral.

Penelitian terdahulu menyatakan bahwa limbah pinang telah diteliti

sebagai biosorben logam untuk kadmium dan tembaga dari larutan berair karena

ketersediaannya sebagai limbah makanan dan juga untuk matriks selulosiknya

yang kaya akan situs aktif pengikatan logam potensial. Efek berbagai parameter

pada proses adsorpsi seperti kontak waktu, larutan pH, jumlah dan konsentrasi

awal ion logam dipelajari pada suhu kamar untuk mengoptimalkan kondisi

maksimum adsorpsi. Penyerapan logam maksimum ditemukan terjadi pada pH

5,6. Proses adsorpsi mengungkapkan bahwa penyerapan awal berlangsung cepat

dan seimbang didirikan sekitar 1 jam untuk kadmium dan tembaga.

4. Adsorben

Secara umum adsorbsi adalah proses pemisahan komponen tertentu dari

satu fasa fluida (larutan) permukaan zat padat yang menyerap (adsroben).

Pemisahan terjadi karena perbedaan bobot molekul atau porositas, menyebabkan

sebagian molekul terikat lebih kuat pada permukaan dari pada molekul lainnya.

Adapun syarat-syarat untuk berjalannya suatu proses adsorbsi, yaitu terdapat : 1.

Zat yang mengadsorbsi (adsorben), 2. Zat yang teradsorbsi (adsorbat), 3.Waktu

pengocokan sampai adsorbsi berjalan seimbang (Nur, dkk 2012).

Arang aktif merupakan jenis adsorben yang secara luas telah digunakan

untuk menyerap berbagai macam pengotor organik dan anorganik, diantaranya

adalah untuk adsorpsi ion logam Pb(II) atau timbal dalam air. Ion timbal atau

Pb(II) merupakan salah satu ion logam berat yang bersifat mencemari lingkungan.

Timbal dalam jumlah besar dapat membahayakan makhluk hidup karena bersifat


racun, antara lain dapat mengganggu sistem syaraf dan mempengaruhi kinerja

ginjal. Namun, saat ini masih sangat sedikit kajian mengenai kegunaan sabut buah

pinang sebagai adsorben, sedangkan sabut buah pinang merupakan limbah padat

dari proses produksi pertanian di negara tropis. Hal ini menjadikan sabut buah

pinang sebagai bahan dasar dalam pembuatan adsorben yang ekonomis (Forster

dkk, 2003).

Gaballah & Kilbertus (1998) menyatakan bahwa komponen lignin lebih

berpengaruh terhadap daya serap suatu adsorben terhadap logam berat

dibandingkan dengan komponen selulosa dan hemiselulosa. Menurut (Argun ,dkk

2008) menyatakan bahwa proses modifikasi terhadap adsorben dapat

meningkatkan komposisi lignin dan menurunkan komposisi selulosa dan

hemiselulosa. Sehingga (Li dkk, 2010) melakukan kajian modifikasi limbah

pinang menggunakan reagen Fenton sebagai adsorben terhadap penyerapan kation

Pb2+

. Dari penelitian tersebut dapat disimpulkan bahwa proses adsorpsi ion Pb2+

menggunakan limbah pinang mengikuti model orde pseudo kedua. Berdasarkan

data penelitian terdahulu maka limbah sabut buah pinang memiliki potensi

sebagai adsorben yang akan diaplikasikan (Asbiliyah dkk, 2014).

B. Penelitian Relevan

Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh : Trivania Sitanggang, Anis

Shofiyani, dan Intan Syahbanu yang berjudul ―Karakterisasi Adsropsi Pb(II) Pada

Karbon Aktif Dari Sabut Pinang (Areca catechu L.) Teraktivasi H2SO4‖ maka

diperoleh Sabut buah pinang mengandung komposisi flavonoid, alkaloid,

hemiselulosa, selulosa dan pektin. Komposisi selulosa yang terdapat dalam sabut

buah pinang mencapai 70% sehingga berpotensi untuk dijadikan karbon aktif.

Karbon dari sabut buah pinang dibuat dengan cara dikarbonisasi pada suhu 300

selama 1 jam dan diaktivasi dengan H2SO4 pada konsentrasi 0,5M, 1M, 1,5M

selama 24 jam. Karbon aktif yang dihasilkan digunakan untuk mengadsorpsi

Pb(II) dalam larutan dengan mengkaji kondisi pH optimum dan kapasitas adsorpsi

(Sitanggang, 2017).


Berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh : Lisa Utami dkk, Lazulva

dengan judul ―Pemanfaatan Limbah Kulit Buah Pinang (Areca chatecu L.)

Sebagai Biosorben Untuk Mengolah Logam Berat Pb (II)‖ maka diperoleh temuan

yaitu Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pemanfaatan limbah kulit Buah

Pinang sebagai biosorben yang berfungsi untuk mengolah Pb (II) dari air yang

terkontaminasi. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kemampuan penyerapan Pb

(II) sangat dipengaruhi oleh keasaman larutan, durasi kontak dan konsentrasi awal

larutan Pb (II). Penyerapan maksimum adalah 92,50% pada pH 6, konsentrasi

awal 50 ppm dalam waktu kontak 75 menit. Data spektral FTIR menunjukkan

adanya gugus amina, alkohol dan karbonil. Isotherm Langmuir berada pada

penyerapan maksimum 0,877 mg /g (Utami,2017).

Berdasarkan penelitian yang dillakukan oleh: Zheng W dkk. (2008) yang

berjudul “Penghapusan adsorpsi kadmium dan tembaga dari larutan berair oleh

pinang — Limbah makanan‖. 157(2-3),490–495. Maka diperoleh temuan yaitu

Limbah pinang telah diteliti sebagai biosorben logam untuk kadmium dan

tembaga dari larutan berair karena ketersediaannya sebagai limbah makanan dan

juga untuk matriks selulosiknya yang kaya akan situs aktif pengikatan logam

potensial. Efek berbagai parameter pada proses adsorpsi seperti kontak waktu,

larutan pH, jumlah dan konsentrasi awal ion logam dipelajari pada suhu kamar

untuk mengoptimalkan kondisi maksimum adsorpsi. Penyerapan logam

maksimum ditemukan terjadi pada pH 5,6 (Zheng,2008)

Tabel 2.3

Perbandingan hasil kajian terlebih dahulu dengan penelitian yang dilakukan

No Peneltian Hasil penelitian Persamaan Perbedaaan

1 Trivania Sitanggang,

Anis Shofiyani, dan

Intan Syahbanu.

Komposisi selulosa yang

terdapat dalam sabut buah

pinang mencapai 70%

sehingga berpotensi untuk

dijadikan karbon aktif.

Menggunakan

limbah sabut

pinang.

Menggunakan

arang aktif

Tidak

melakukan pH

Optimum

2 Lisa Utami, Lazulva Hasil penelitian Menggunakan Tidak


menunjukkan bahwa

biosorben berfungsi

mengolah Pb(II) dari air

yang terkontaminasi.

limbah sabut

pinang.

Menggunakan

arang aktif.

menganalisa

menggunakan

AAS.

Tidak melihat

variabel nilai

pH

3 Zheng W, Li X, Wang

F, Yang Q, Deng P &

Zeng G.

Efek berbagai parameter

pada proses adsorpsi untuk

mengoptimalkan kondisi

maksimum.

Menggunakan

limbah sabut pinang

Tidak meneliti

logam untuk

cambium dan

tembaga

C. Kerangka Pikir

Produktivitas buah pinang di Indonesia semakin meningkat setiap

tahunnya. Seiring dengan tinggi nya produktivitas buah pinang maka jumlah

limbah kulit pinang pun ikut meningkat. Saat pasca panen bagian kulit hanya

dibuang tanpa pengolahan lanjut. Limbah kulit pinang yang bertambah setiap hari

nya dalam jumlah besar tidak diimbangi dengan pegolahan limbah kulit pinang.

Limbah ini masih tidak bisa dimanfaatkan oleh penduduk sekitar, melainkan

hanya sebagai limbah tak berguna. Contohnya masyarakat di daerah Jambi

memproduksi pinang yang hanya membuang kulitnya begitu saja. Hasil observasi

menunjukkan bahwa di temukan kalangan masyarakat kota Jambi mengalami

kesulitan dalam memperdaya limbah sabut pinang, salah satu cara yang dapat

digunakan untuk membatasi masalah adalah dengan menggunakan arang aktif.


1. Dicuci

2. Dijemur

3. Dipotong 1x1 cm

1. Diblender

2. Di oven dengan suhu 1050 C

Gambar 2.3 kerangka pikir

Sabut pinang

Sabut pinang bersih

Serbuk sabut pinang

Karbonisasi 4000C Tanpa karbonisasi

(Ab)

Diayak 200 mesh Diayak 200 mesh

karakterisasi

Kadar abu

Kadar air FITR

Karbonisasi 3000

C

Diayak 200 mesh


BAB III

METODE PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian

Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Terpadu Universitas Islam Sultan

Thaha Saifuddin Jambi dan Laboratium Fakultas Peternakan Universitas Jambi

yang meliputi prepasi sampel, pengeringan, pembuatan arang aktif dari sabut kulit

pinang dan untuk gugus fungsional dilakukan di Laboratorium Sains Materia

Universitas Riau. Waktu penelitian dari bulan Agustus 2018 sampai dengan bulan

Januari 2019, menunggu hasil identifikasi itu selama 1 bulan. Penelitian ini

merupakan penelitian murni (sains) dengan menggunakan metode eksperimen

dilakukan dengan pendekatan deskriptif kuantitatif yaitu melalui uji coba di

Laboratorium.

B. Alat dan Bahan

Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah Spektrofotometer Fourier

Transform InfraRed (FTIR), furnace, oven, ayakan 200 mesh, desikator dan

peralatan gelas lainnya. Bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sabut

buah pinang yang diperoleh dari Kabupaten Tanjung Jabung Barat, Provinsi

Jambi.

C. Prosedur Kerja

1. Pengambilan sampel

Sampel yang digunakan dalam penelitian ini merupakan kulit pinang tua

yang diperoleh dari pengumpul pinang Kabupaten Tanjung Jabung Barat, Provinsi

Jambi. Sabut buah pinang dipisahkan dari kulit, kemudian dibersihkan

menggunakan air mengalir. Sabut pinang dipotong dengan ukuran 1 x 1 cm dan

dikeringkan di bawah sinar matahari selama 5 hari dan pengeringan dilanjutkan


dalam oven pada suhu 105oC selama 1 jam untuk menghilangkan kandungan air

yang tersisa pada sabut buah pinang (Muslim dkk., 2015).

2. Pembuatan adsorben sabut buah pinang.

Sampel limbah sabut pinang yang telah kering dihaluskan menggunakan

blender, kemudian diayak menggunakan ayakan yaitu ayakan 200 mesh. Sampel

tersebut kemudian disimpan di dalam desikator sebagai adsorben sampel.

Selanjutnya, sampel sabut buah pinang yang tersisa diarangkan menggunakan

furnace pada suhu 400 oC selama 1 jam. Arang sabut buah pinang yang dihasilkan

lalu didinginkan terlebih dahulu kemudian digerus dan diayak menggunakan

sebuah ayakan. Hasil dari proses pengayakan yang diperoleh adalah yang lolos

pada ayakan 200 mesh. Arang limbah sabut pinang disimpan di dalam desikator

(Nabanita dkk, 2012).

Karakterisasi arang aktif sabut buah pinang

Kadar air (SNI 06-3730-1995)

Arang aktif sabut buah pinang yang akan dianalisis ditimbang sebanyak

0,5 g. Arang tersebut dimasukkan ke dalam cawan penguap yang sudah diketahui

bobotnya. Cawan penguap yang berisi arang aktif dipanaskan ke dalam oven pada

suhu 105°C selama 1 jam. Setelah itu, arang aktif didinginkan di dalam desikator

selama 30 menit dan ditimbang.

Kadar air pada arang aktif sabut buah pinang dapat dihitung menggunakan

Persamaan 3.1. Berdasarkan Persamaan 3.1 dapat diketahui bahwa W1 merupakan

bobot kering sampel sebelum pemanasan (g) dan W2 merupakan bobot sampel

setelah pemanasan (g).

Kadar abu (SNI 06-3730-1995)

Crussible yang telah diketahui berat konstannya diisi dengan 0,5 g arang

aktif sabut buah pinang lalu ditutup. Kemudian arang aktif sabut buah pinang


tersebut dipanaskan dalam furnace pada suhu 750°C selama 30 menit. Abu yang

terbentuk lalu didinginkan dalam desikator dan ditimbang hingga konstan.

Kadar abu pada arang aktif sabut buah pinang dapat dihitung menggunakan

Persamaan 3.2. Berdasarkan Persamaan 3.2 dapat diketahui bahwa W1 merupakan

bobot kering sampel sebelum pemanasan (g) dan W2 merupakan bobot sampel

setelah pemanasan (g).

Analisis gugus fungsi menggunakan Spektrofotometer FTIR

Arang aktif sabut buah pinang dengan kondisi optimum diambil sebanyak

1 mg dan dicampurkan dengan 100 mg serbuk KBr yang kering. Campuran

ditekan dengan alat penekan hidrolik (KBr pellet die) dengan tekanan 10.000–

15.000 ps, sehingga membentuk suatu lempeng bulat dan tipis yang tembus sinar

inframerah. Selanjutnya, lempeng KBr ini dipasang dalam sel dan ditempatkan

dalam jalan berkas sinar untuk dibuat spektrum inframerahnya.


BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

A. Hasil

1. Prepasi biosorben

Limbah sabut pinang (Areca catechu L.) telah diperoleh dari Kabupaten

Tanjung Jabung Barat sebagai residu padat dari pengolahan biji pinang. Sebelum

dilakukan pembuatan biosorben, limbah sabut kulit pinang dicuci menggunakan

air bersih untuk menghilangkan kotoran seprti pasir dan lumpur. Selanjutnya,

limbah sabut kulit pinang yang telah bersih dikeringkan dibawah sinar matahari

selama 5 hari. Setelah itu, limbah sabut pinang dipotong-potong dengan ukuran

1x1 cm untuk mempercepat reaksi pembuatan biosorben. Limbah sabut pinang

yang bersih kemudian dikeringkan didalam oven pada suhu 110º C selama 2 jam

untuk menghilangkan kandungan air yang tersisa. Variasi yang dilakukan pada

sampel dalam penelitian ini yaitu proses tanpa karbonisasi dan karbonisasi.

Limbah sabut pinang yang telah dikeringkan dibawah sinar matahari selama ± 5

hari dapat dilihat pada Gambar 4.1. Sesuai dengan penelitian sebelumnya, sampel

sabut pinang dicuci bersih kemudian dikeringkan di bawah sinar matahari hingga

sabut pinang kering. Sampel yang telah kering, ditimbang, dan kemudian

difurnace pada suhu 300º C selama 1 jam. Karbon yang dihasilkan selanjutnya

digiling sampai halus dan kemudian diayak dengan ukuran partikel 100 mesh.

Setelah itu ditanur lagi pada suhu 300º C selama 1 jam. Kemudian dikeringkan

menggunakan oven pada suhu 100º C dan ditimbang hingga tercapai berat konstan

(Sitanggang, dkk 2017).

Seperti yang diperoleh dari penelitian yang sebelumnya, dimana semakin

tinggi suhu pengovenan terjadi penurunan kadar protein. Hal ini disebabkan

karena pengaruh suhu, dimana semakin tinggi suhu pengovenan maka akan terjadi

denaturasi protein yang mengakibatkan perubahan struktur protein oleh suhu oven

yang berbeda. Menurut Zulfikar (2008) denaturasi protein merupakan suatu

keadaan dimana protein mengalami perubahan atau perusakan struktur sekunder,


tersier dan kuartenernya. Sedangkan faktor yang dapat menyebabkan terjadinya

denaturasi protein diantaranya pemanasan, suasana asam atau basa yang ekstrim,

kation logam berat dan penambahan garam jenuh (Novia, dkk 2011) Pada suhu

pengeringan 100º C dan 110º C bilangan iodin terus meningkat seiring dengan

bertambahnya waktu pengeringan. Namun pada suhu 120º C, bilangan iodin

mengalami penurunan. Hal ini dapat terjadi karena beberapa kemungkinan.

Pertama, kadar air sebelum penyerapan dilakukan tidak dapat dikontrol dengan

baik. Kedua, pada suhu pengeringan lebih tinggi dari 110º C adsorben mengalami

kerusakan pada struktur dinding porinya sehingga dapat menghambat

pembentukan pori (Setiaty & Budi. W, 2016). Langkah awal karakterisasi

biosorben dari limbah sabut pinang dapat dilihat pada gambar dibawah ini.

Gambar 4.1 Limbah sabut pinang yang di ambil dari pengolahan buah pinang

dimana (a) sabut pinang yang baru diambil (b) penjemuran sabut

pinang dibawah sinar matahari (c) limbah sabut pinang yang

berukuran 1x1 (d) limbah sabut pinang yang berbentuk bubuk

(Sumber : Hasil Dokumen Pribadi).

a

a b

c d


Berdasarkan gambar diatas dapat dilihat bahwa bubuk yang telah digerus

merupakan biosorben yang dapat langsung digunakan untuk tujuan tertentu seperti

penjernihan air dan diharapkan biosorben ini dapat dipergunakan sebagaimana

semestinya. Kandungan bahan organik yang tinggi pada sabut buah pinang ini

memungkinkannya digunakan sebagai bahan dasar pembuatan karbon aktif yang

nilainya lebih tinggi secara ekonomis (Sitanggang, dkk 2017). Proses pembuatan

biosorben tanpa karbonisasi dilakukan di Laboratorium Terpadu Universitas Islam

Negeri Sulthan Thaha Saifuddin Jambi, dengan cara diayak menggunakan ayakan

200 mesh.

Proses karbonisasi dilakukan di Laboratorium Peternakan Universitas

Jambi pada suhu 300 dan 400 ºC selama 1 jam menggunakan instrumen Furnance.

Tujuan dari proses karbonisasi yaitu untuk membuka pori-pori material,

menjadikan arang aktif, dan menguapkan H2O yang tersisa. Hal tersbut dilakukan

dengan harapan bahwa limbah sabut pinang dapat dikonversi menjadi biosorben

dengan karakteristik yang baik. Setelah proses karbonisasi sampel limbah kulit

pinang diayak menggunakan ayakan 200 mesh. Seluruh sampel yang telah

diperoleh dimasukkan ke dalam desikator. Desikator ini bertujuan untuk menjaga

agar sampel tidak terkontaminasi dengan uap air yang dapat merusak dan

menjenuhkan biosorben yang telah diperoleh.

Hasil karbonisasi adalah berupa arang yang tersusun atas arang dan

berwarna hitam. Prinsip proses karbonisasi adalah pembakaran biomassa tanpa

adanya kehadiran oksigen. Sehingga yang terlepas hanya bagian volatile matter,

sedangkan karbonnya tetap tinggal di dalamnya. Suhu karbonisasi akan sangat

berpengaruh terhadap arang yang dihasilkan sehingga penentuan suhu yang tepat

akan menentukan kualitas arang (Tobing, dkk 2007) dalam (Putro, 2015)

Pada penelitian sebelumnya diperoleh, penyerapan iod ini menunjukan

bahwa pori mikro dan meso dari arang aktif serbuk sekam padi ini masih relatif.

Hal ini dapat dilihat dari penyerapannya. Dari hasil penelitian ini ternyata semakin

tinggi waktu aktivasi dapat meningkatkan daya serap karbon aktif dari serbuk


sekam padi ini. Hal ini menunjukan semakin banyaknya pori mikro karbon aktif

yang terbentuk dengan penambahan waktu aktivasi, tetapi mutunya masih relatif

rendah (Rohmah, 2014).gambar sebelum dan sesudah proses karbonisasi serta

pengayakan dapat dilihat dibawah ini.

Gambar 4.2 Limbah sabut pinang sebelum di Furnace (a) limbah sabut pinang

sesudah di Furnace (b) Sumber : Dokumentasi Pribadi

Berdasarkan Gambar 4.2 a dapat dilihat bahwa sampel yang belum

dikarbonisasi menggunakan Furnace masih terlihat seperti bubuk berwarna abu-

abu kekuningan. Sampel tersebut masih banyak mengandung air dan beberapa

pengotor lainnya. Sedangkan, Gambar 4.2 b dapat dilihat bahwa sampel yang

telah dikarbonisasi menggunakan Furnace terlihat seperti bubuk berwarna hitam.

Pada penelitian sebelum nya terjadi perubahan warna dikarenakan, hasil yang

diperoleh untuk zat warna methyl orange yaitu kemampuan daya adsorpi

mengalami fluktuasi disetiap massa biosorben. Hal ini disebabkan karena

kecepatan putaran menjadi lambat dengan bertambahnya massa biosorben,

sehingga daya adsorpsi menjadi tidak bagus. Hasil yang diperoleh untuk zat warna

methyl violet adalah daya adsorpsi semakin besar seiring bertambahnya massa

biosorben (Mz, Ranita, & Safitri, 2017).

Pengeringan adalah suatu metode untuk mengeluarkan atau

menghilangkan sebagian air dari suatu bahan dengan cara menguapkan air

tersebut dengan menggunakan energi panas. Secara umum keuntungan dari


pengawetan ini adalah bahan menjadi awet dengan volume bahan menjadi kecil

sehingga memudahkan dalam pengangkutan. Tujuan dari pengeringan adalah

mengurangi kadar air bahan sampai batas dimana mikroorganisme dan kegiatan

enzim yang dapat menyebabkan pembusukan akan terhenti, dengan demikian

bahan yang dikeringkan dapat mempunyai waktu simpan yang lama (A. Riansyah,

2013). Menurut Suharto (1991), pengawetan bahan (pangan) pada dasarnya adalah

berada dalam dua alternatif yaitu yang pertama menghambat pertumbuhan enzim-

enzim dan aktivitas/pertumbuhan microba dengan menurunkan suhunya hingga

dibawah 0ºC dan yang kedua adalah menurunkan kandungan air dari bahan

(pangan) sehingga kurang/tidak memberi kesempatan untuk tumbuh/hidupnya

mikroba dengan pengeringan atau penguapan kandungan air yang ada didalam

maupun dipermukaan bahan/pangan, sehingga mencapai kondisi tertentu (Mardita

& Paramita, 2017).

Pengeringan dengan menggunakan alat cabinet dryer memiliki lebih banyak

keuntungan dibandingkan dengan menggunakan sinar matahari. Hal ini

dikarenakan suhu pengeringan dan aliran udaranya dapat diatur sehingga

pengeringan lebih cepat dan merata serta kebersihan dapat lebih terjaga (Winarno,

1993 dalam Apriani, dkk, 2011).

2. Karakterisasi biosorben

Bubuk biosorben dikarakterisasi untuk mengetahui performa dari material

berpori tersebut sehingga peneliti dapat memastikan kualitas dari material

tersebut. Karakterisasi yang tlah dilakukan yaitu uji kadar air, kadar abu, dan

gugus fungsional. Gugus fungsional dapat diketahui menggunakan instrumen

Fourter Transform Infared (FTIR) di Laboratium Sains Material Universitas Riau.

Hasil karakterisasi dari seluruh sampel biosorben yang diperoleh terdapat pada

tabel dibawah ini.


Tabel 4.1

Hasil karakterisasi bisorben dari limbah sabut pinang (Areca cathecu L.)

Kondisi Sampel (ºC, Jam) Kadar Abu (%) Kadar Air (%)

400,1 27,02 23,06

300, 1 43,99 24,74

Tanpa Karbonisasi 2,45 26,48

A . Kadar Air

Perhitungan kadar air bertujuan untuk mengetahui sifat higroskopis dari

karbon aktif, dimana umumnya memiliki sifat afinitas yang sangat besar terhadap

air. Sifat yang sangat higroskopis itulah yang menyebabkan karbon akttif

digunakan sebagai adsorben. Temperatur dan waktu lamanya karbonisasi

memberikan pengaruh yang sangat signifikan terhadap kadar air yang bisa

diserap.

Kadai air semakin menurun dengan kenaikan temperatur dan lamanya

karbonisasi (Jamilatun & Setyawan, 2018). Sehingga diharapkan dengan proses

karbonisasi pada temperatur tinggi dapat menurunkan kadar air yang terdapat

pada permukaan dan pori-pori material dan adsorpsi dapat berlangsung dengan

baik.

Semakin rendah kadar air di bawah kadar maksimal yang ditetapkan oleh

SNI 06-3730-1995 tentang Arang Aktif Teknis, maka material biosorben tersebut

akan memiliki performa yang baik dalam proses adsorpsi dalam fasa larutan.

Hilangnya kadar air pada material yang diproses melalui karbonisasi disebabkan

panas yang ada dapat menyebabkan lepasnya molekul air.

B . Kadar Abu

Kadar abu sangat berpengaruh terhadap kualitas arang aktif. Keberadaan

abu yang berlebihan dapat menyebabkan terjadinya penyumbatan pori-pori karbon

aktif, sehingga luas permukaan karbon aktif menjadi berkurang. Semakin tinggi

suhu karbonisasi, maka kadar abu semakin meningkat. Peningkatan ini disebabkan

oleh kenaikan suhu karbonisasi yang memicu teroksidasinya sebagian besar zat


volatil termasuk pula karbon. Sehingga jika suhu dinaikkan lagi akan terbentuk

kristal oksida. Sedangkan abu yang tidak teroksidasi tidak tergolong zat volatil.

Selain itu, semakin meningkatnya kadar abu pada arang aktif dengan

penambahan bahan kimia, menurut Sudrajat (1984), Pari dan Hendra (1999)

disebabkan oleh terjadinya proses oksidasi lebih lanjut terutama dari partikel halus

(Maulinda dkk., 2015). Standar kadar abu yang di teteapkan oleh SNI yaitu 31,84-

48,03%. Pengukuran kadar abu dilakukan untuk mengetahui banyaknya mineral

atau logam yang terukur dalam bentuk oksida logam pada material biosorben yang

terdapat pada Tabel 4.1, selain itu pengukuran kadar abu bertujuan untuk

mengetahui kadar senyawa anorganik. Proses penentuan kadar abu dilakukan

menggunakan metode gravimetri.

C . Gugus Fungsional

Gugus fungsional adalah sebuah atom atau gugus atom-atom yang

memiliki karakterisasi kimia dan sifat fisika dan merupakan molekul yang reaktif.

Analisis gugus fungsional menggunakan instrumen FITR dilakukan dengan tujuan

untuk mengetahui gugus-gugus fungsional ang tedapat pada sampel biosorben.

Selain itu, untuk mengeahui ikatan yang terdapat yang terdapat pada material

tersebut. Gugus fungsional inilah yang diharapkan dapat mereaksi dengan

adsorbat sehingga proses adsorpsi dapat berlangsung maksimal (Ahsan, dkk

2018). Hasil penelitian gugus fungsional pada penelitian ini terdapat pada Tabel

4.2

Tabel 4.2

Parameter FTIR biosorben dari limbah sabut pinang

300 C(cm-1

) 400 C(cm-1

) Tanpa

karbonisasi

Keterangan

877,65 3025,74 675,11 C-H Alkena

1053,18 1034,85 C-O Alkohol, Eter

1197,85 C-N Amina

1353,12 1352,16 C-H Alkana


1303,94 1503,58 NO2 Senyawa Nitro

2212,45 C=N Nitro

1560,33 1598,09 C-C Cincin Aromatik

3286,84 O-H Fenol, Monomer

3370,75 N-H Amina, Amida

3580,04 3558,82 O-H Momoner asam

3635,01 O-H Momoner asam

karbotsilat


B. Pembahasan

1. Kadar Abu

Penentuan suhu karbonisasi sangat berpengaruh pada karakterisasi karbon

aktif yang dihasilkan seperti kadar abu, kadar air, dan FITR. Data yang diperoleh

dari hasil penelitian pada proses pembuatan karbon aktif dari limbah sabut pinang

dapat dilihat pada Tabel 4.1

Berdasarkan Tabel 4.1 dapat dilihat bahwa kadar abu material yang

memiliki kandungan terendah dibandingkan material biosorben lainnya yaitu

2,45%. Hasil pada penelitian ini masih memperlihatkan hasil diatas batas

maksimal dari SNI No. 06-3730-1995 yaitu 10 %. Jika kadar abu berkisar 2-10 %

maka performa biosorben tersebut sangat baik. Karena dapat memblokir grup

senyawa kimia sensitif, sehingga dapat meningkatkan kestabilan termal. Hal ini

disebabkan banyaknya kadar mineral yang terdapat pada material biosorben.

Kadar abu merupakan salah kualitas yang harus diperhatikan dalam pembuatan

karbon aktif. Abu adalah zat anorganik yang tidak menguap ketika dipanaskan

(Fernianti, 2013). Setelah dibahas penulis bisa mengungkapkan bahwa karbonisasi

pada suhu 400º C walaupun kadar abu nya tidak sesuai dengan argument memiliki

nilai yaitu 27,025% masih dibawah maksimal, pada suhu 300º C memiliki hasil

yang maksimal yaitu 43,99% hal ini menunjukkan bahwa ada nya uap air yang

terkontaminasi pada suhu 400º C sehingga hasil yang didapat tidak sesuai dengan

ketatapan yang ditetapkan oleh SNI.

2. Kadar Air

Kadar air dihitung sebagai persen berat, artinya berapa gram berat contoh

dengan yang selisih berat dari contoh yang belum diuapkan dengan contoh yang

telah (dikeringkan). Jadi kadar air dapat diperoleh dengan menghitung kehilangan

berat contoh yang dipanaskan (Kiwak, dkk 2018).

Berdasarkan Tabel 1 dapat dilihat bahwa kadar air yang terdapat pada

material biosorben kalsinasi 300 dan 400ºC memiliki hasil yang berbeda yaitu

23,06 % an 24,74 %. Sedangkan untuk bisorben yang tidak mengalami proses

karbonisasi memiliki kandungan air tertinggi yaitu 26,48 %. Kadar air material


biosrben sampel kalsinasi 300 dan 400ºC tidak sesuai dengan SNI No. 06-3730-

1995 tentang persyaratan arang aktif yaitu 15 % dikarenakan adanya kontaminasi

uap air dari luar. Kadar air pada material biosorben tanpa karbonisasi memiliki

kadar tertinggi dibandingkan dengan material karbonisasi lainnya. Semakin

rendah kadar air dibawah kadar maksimal yang ditetapkan oleh SNI maka

material biosorben tersebut memiliki performa yang baik dalam proses adsorpsi

dalam fasa larutan. Kadar air pada material yang diproses melalui karbonisasi

disebabkan panas yang ada dapat menyebabkan lepasnya molekul air dari pori dan

permukaan material biosorben tersebut (Fernianti, 2013). Sedangkan untuk

material tanpa karbonisasi hanya dipanaskan pada suhu 110ºC. pada kondisi ini

air yang terlepas hanya air yang terdapat pada permukaan material saja. Air yang

terdapat pada pori-pori material masih cukup tinggi sehingga hal ini dapat

mengurangi peforma adsorptivitas material tersebut.

Kepentingan yang lain adalah bahwa kadar air diperlukan untuk penentuan

mengetahui pengolahan terhadap komposisi kimia yang sering dinyatakan pada

dasar dry matt. Penentuan kadar air yang cepat dan akurat bervariasi tergantung

struktur dan komposisinya. Dari segi analisis pangan, kandungan air dalam

pangan dapat dibagi menjadi tiga macam bentuk. Air bebas adalah air dalam

bentuk sebagai air bebas dalam ruang intergranular dan dalam pori-pori bahan.

Air demikian ini berlaku sebagai agensia pendispersi bahan-bahan koloidal dan

sebagai solven senyawa-senyawa kristalin. Air yang terserap (teradsorpsi) pada

permukaan koloid makromolekular (pati, pektin, cellulosa, protein). Air ini

berkaitan erat dengan makromolekul-makromolekul yang mengadsorpsi dengan

gaya absorpsi, yang diatributkan dengan gaya Van der Waals atau dengan

pembentukan ikatan hidrogen. Air terikat, berkombinasi dengan berbagai

substansi, sebagai air hidrat. Klasifikasi tersebut tidak mutlak. Istilah air bebas,

terabsorpsi, dan terikat itu relatif (Anonim, 2011b) dalam (Cendekiawan, dkk

2015).

Menurut Purnomo (1996), bahwa suhu dan kelembapan tempat

penyimpanan mempengaruhi kenaikan kadar air, karena produk selama

penyimpanan seimbang dengan kelembapan sekitarnya, sehingga pada suhu ruang


pasta akan menyerap kandungan air pada kelembapan suhu ruang dan menurut

Emeliza (2017) Lamanya pengeringan membuat pertumbuhan mikroba semakin

turun. Semakin sering pengeringan yang dilakukan maka tingkat pertumbuhan

mikroba semakin rendah (Kiwak, dkk 2018)

Pada penelitian sebelumnya menyatakan, Sihotang (2015) bahwa

perbedaan kadar air terutama disebabkan oleh perbedaaan kondisi iklim selama

panen dan penyimpanan gandum. Faktor lain yang mempengaruhi kadar air

adalah karakterstik gandum yang berbeda. Meskipun gandum diolah dengan

proses yang sama, namun gandum memiliki titik jenuh yang berbeda-beda dalam

menyerap air selama proses conditioning (Laeliocattleya, dkk 2018)

3. Gugus Fungsional

Pada biosorben tanpa karbonisasi muncul puncak dominan pada bilangan

gelombang 1226,78 cm-1

hal ini sesuai dengan penelitian terdahulu yaitu –C-O

stretching (1241 cm-1

) (Chakravarty, Sarma, and Sarma 2010). Selain itu terjadi

pergeseran puncak dari ke 2212,45 cm-1

(300 C) ke 2360,01 cm-1

(400 C) pada

Gambar 1, menandakan adanya gugus fungsi –CH (Ahmad and Haseeb 2017).

Pada biosorben 300 dan 400 C terdapat puncak sekitar daerah 3160, 50 cm-1

dan

3154,71 cm-1

pada puncak tersebut mengindikasi adanya gugus fungsi –OH

(hidroksil) dari alkohol dan fenol yang terdapat pada permukaan material

biosorben. Hal ini menyerupai dengan hasil penelitian sebelumnya yaitu pada area

puncak 3200-3650 cm-1

(Muslim, Devrina, and Fahmi 2015).


Gambar 4.3. Spektrum FTIR biosorben dari limbah sabut pinang (Areca

catechu L.) dari karbonisasi 300 dan 400ºC

Pada sampel 300 C muncul 2212 cm-1

yang menandakan adanya gugus

fungsional C-H kuat termasuk ikatan hidrogen dari alkohol, fenol dan asam

karboksilat (Palanichamy and Ariharaputhiran 2013; Babbington 2007). Puncak

1503, cm-1

menandakan adanya gugus fungsi –CH- dari cincin aromatik, hasil ini

mendekati hasil yang diperoleh dari penelitian sebelumnya yaitu 968 dan 623 cm-

1 (Fadhil, Ahmed, and Salih 2017). Proses karbonisasi yang dilakukan pada suhu

300 dan 400ºC memberikan pengaruh terhadap pergeseran puncak material

biosorben. Selain itu, adanya kalor pada biosorben dapat menentukan performa

dengan ditandainya perbedaan pada puncak dominan.

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan yaitu pembuatan arang aktif

dari limbah sabut pinang (Areca catechu L.) dengan variabel 300,400ºC dan tanpa

karbonisasi dapat disimpulkan bahwa sampel dengan karbonisasi 400ºC

memperlihatkan hasil yang terbaik.


BAB V

PENUTUP

A. Kesimpulan

1. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan yaitu pembuatan arang aktif

dari limbah sabut pinang (Areca catechu L.) dengan variabel 300,400ºC

dan tanpa karbonisasi dapat disimpulkan bahwa sampel dengan

karbonisasi 400ºC memperlihatkan hasil yang terbaik.

2. Karakteriasai yang dilakukan pada penelitian ini yaitu kadar air, kadar abu,

dan gugus fungsional. Dimana kadar air bertujuan untuk mengetahui sifat

higroskopis dari arang aktif, sedangkan kadar abu mempengaruhi terhadap

kualitas arang aktif dan gugus fungsional bertujuan untuk mengetahui

gugus-gugus fungsional yang terdapat pada arang aktif tersebut.

B. Saran

Penulis mengharapkan penelitian selanjutnya dilakukan semaksimal

mungkin agar tidak ada kontaminasi uap air dari luar yang mengakibatkan hasil

yang dicapai tidak sesuai dengan ketetapan SNI.


DAFTAR PUSTAKA

A. Riansyah. (2013). Pengaruh Perbedaan Suhu Dan Waktu Pengeringan

Terhadap Karakteristik Ikan Asin Sepat Siam (Trichogaster pectoralis)

Dengan Menggunakan Oven, 3, 53–68.

Argun, M. E., & Dursun, S. (2008). A new approach to modification of natural

adsorbent for heavy metal adsorption. Bioresource Technology, 99(7), 2516–

2527. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2007.04.037

Asbiliyah dkk. (2014). ―Analisis Intregasi Pasar Pinang Kabupaten Tanjung

Jabung Barat‖ Asbiliyah1), 17(2), 31–42.

C.F. Forster, D. A. J. Wase, G. W. Garnham, M. M. Urrutia, A. Kapoor, T.

Viraraghavan, M.Tsezos, C. J. Banks, D. A. J. Wase, C. y. s. Ho, R. G. J.

Edyvean, C. J. Williams, G. McKay, S. J. A. (2003). Biosorbents For Metal

Ions. In Taylor & Francis (p. 238).

Chakravarty, P., Deka, D.C., Sarma, N.S., Sarma, H.P., 2012. Removal of Copper

(II) From Wastewater By Heartwood Powder of Areca catechu : Kinetic and

Equilibrium Studies. Desalin. Water Treat. 40, 194–203.

Cendekiawan, S. N., Penelitian, A. P., Email, P. P., Pengujian, A., Nanas, P. N.,

Selatan, A., Melon, M. (2015). Penelitian pengukuran kadar air buah, 12–27.

Dinas Perindustrian Dan Perdagangan, 2017. Buku Data Base Potensi Komoditi

Industri Agro Jambi Tahun 2017

Fernianti, D. (2013). Analisis kemampuan adsorpsi karbon aktif dari ampas kopi

bubuk yang sudah diseduh, 3(2), 563–572.

Gaballah, I., Kilbertus, G., 1998. Recovery of Heavy Metal Ions Through

Decontamination of Synthetic Solutions and Industrial Effluents Using

Modified Barks. J. Geochem. Explor. 62, 241–286.

Jamilatun, S., & Setyawan, M. (2018). Pembuatan Arang Aktif dari Tempurung

Kelapa dan Aplikasinya untuk Penjernihan Asap Cair. Spektrum Industri,

12(1), 73. https://doi.org/10.12928/si.v12i1.1651

Kiwak, P. H., Reo, A. R., Montolalu, L. A. D. Y., Pandey, E. V, Kaseger, B. E., &

Makapedua, D. M. (2018). Pengujian TPC , Kadar Air dan pH Pada Ikan

Kayu Cakalang ( Katsuwonus pelamis ) Yang di Simpan Pada Suhu Ruang,

6(3), 264–269.


Laeliocattleya, R. A., Wijaya, J., Teknologi, J., Pertanian, H., Pertanian, F. T., &

Korespondensi, P. (2018). Pengaruh Variasi Komposisi Grist Gandum (

Triticum asetivum L .) Terhadap Kadar Air Dan Kadar Abu Tepung Terigu,

2(1), 34–39.

Li, X. ming, Zheng, W., Wang, D. B., Yang, Q., Cao, J. B., Yue, X., Zeng, G. M.

(2010). Removal of Pb (II) from aqueous solutions by adsorption onto

modified areca waste: Kinetic and thermodynamic studies. Desalination,

258(1–3), 148–153. https://doi.org/10.1016/j.desal.2010.03.023

Mardita, A., & Paramita, V. (2017). Studi Pengaruh Suhu Dan Ketebalan Irisan

Terhadap Kadar Air , Laju Pengeringan Dan Karakteristik Fisik Ubi Kayu

Dan Ubi Jalar, 13(1), 23–29.

Maulinda, L., Za, N., Sari, D. N., Kimia, J. T., Teknik, F., & Malikussaleh, U.

(2015). Jurnal Teknologi Kimia Unimal Pemanfaatan Kulit Singkong sebagai

Bahan Baku Karbon Aktif, 2(November), 11–19.

Muslim, A., Devrina, E., & Fahmi, H. (2015). Adsorption of Cu(II) From The

Aqueous Solution By Chemical Activated Adsorbent of Areca Catechu Shell.

Journal Od Engineering Science and Technology, 10(12), 1654–1666.

Mz, S., Ranita, L. I., & Safitri, D. (2017). Pembuatan Biosorben Dari Biji Pepaya

( Carica papaya L ) Untuk Penyerapan Zat Warna Biosorben Making From

Seeds Papaya ( Carica papaya L ) FOR ABSORPTION, 6(2), 7–13.

Nabanita, H., & Sarma, H. P. (2012). Removal of Iron from Ground Water by

using Heart Wood Charcoal of Areca catechu. Journal of Environmental

Research And Development, 7(2), 688–693.

Novia, D., Melia, S., & Ayuza, N. Z. (2011). Kajian suhu pengovenan terhadap

kadar protein dan nilai organoleptik telur asin, 8(2), 70–76.

Nur, R., Kimia, P. S., Kimia, J., Matematika, F., Ilmu, D. A. N., Alam, P., &

Papua, U. N. (2012). Pemurnian minyak goreng bekas menggunakan arang

aktif dari sabut kelapa.

Perdaganga, D. P. D. (2017). Buku Data Base Potensi Komoditi Industri Agro.

Putro, S. (2015). Variasi temperatur dan waktu karbonisasi untuk meningkatkan

nilai kalor dan memperbaiki sifat proximate biomassa sebagai bahan


pembuat briket yang berkualitas, 282–288.

Rahman, D. (2014). Analisis Tataniaga Pinang ( Areca catechu. L ) Pada Pasar

Produsen di Kecamatan Muara Sabak Timur Kabupaten Tanjung Jabung

Timur. Sosio Ekonomika Bisnis, 17(2), 2014.

Rohmah, P., & S, A. (2014). Pengaruh Waktu Karbonisasi pada Pembuatan

Karbon aktif Berbahan Baku Sekam Padi dengan Aktivator KOH (Putri

Miftakhul Rohmah, Athiek Sri Redjeki ), 3(1), 2252–7311.

Sastrahidayat, I. R. (2016) Penyakit Pada Tumbuhan Obat-obatan Rempah-

Bumbu dan Stimula (cet-1). Malang: UB Press. Diakes dari

https;//booksgoogle.com

Setiaty, P., & Budi. W. (2016). Pemanfaatan Kulit Jengkol Sebagai Adsorben

Dalam Penyerapan Logam Cd ( II ) Pada Limbah Cair Indutri Pelapisan

Logam Utilization Ngapi Nuut Peel As Adsorbent To Remove Cd ( II ), 5(4),

57–63.

SenthilKumar, P., Ramalingam, S., Sathyaselvabala, V., Kirupha, S.D.,

Sivanesan, S., 2011. Removal of Copper(II) Ions From Aqueous Solution By

Adsorption Using Cashew Nut Shell. Desalination 266, 63–71.

Sitanggang, T., Shofiyani, A., & Syahbanu, I. (2017). Karakterisasi Adsorpsi Pb (

II ) Pada Karbon Aktif Dari Sabut Pinang ( Areca catechu L ) Teraktivasi

H2SO4, 6(4).

Tjitrosoepomo, G. (1985a) Morfologi Tumbuhan. Yogyakarta : Gadjah Mada

University Press.

Utami, L. (2017). Pemanfaatan Limbah Kulit Buah Pinang ( Areca chatecu L . )

Sebagai Biosorben Untuk Mengolah Logam Berat Pb ( II ), 5(Ii), 109–118.

Zheng, W., Li, X. ming, Wang, F., Yang, Q., Deng, P., & Zeng, G. ming. (2008).

Adsorption removal of cadmium and copper from aqueous solution by areca-

A food waste. Journal of Hazardous Materials, 157(2–3), 490–495.

https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2008.01.029


LAMPIRAN

Dokumentasi Pengeringan.

Gambar 1.1 Limbah sabut pinang yang telah dicuci bersih

(Sumber : Dokumentasi Pribadi)

Gambar 2.1 Limbah sabut pinang dikeringkan dibawah sinar matahari ± 5 hari


Gambar 3.1 Limbah sabut pinang yang sudah kering dipotong-potong dengan

ukuran 1x1



Dokumentasi Pemanasan

Gambar 4.1 Limbah sabut pinang yang telah di potong-potong dengan ukuran 1x1

akan di haluskan menggunakan blender ( Sumber : Dokumentasi Pribadi)

Gambar 5.1 Setelah diblender limbah sabut pinang diayak menggunakan ayakan

200 mesh



Gambar 6.1 Limbah sabut pinang diarangan menggunakan Furnace dengan suhu

300 dan 400ºC


Gambar 7.1 Limbah sabut pinang yang telah menjadi serbuk akan segera di gerus



Gambar 8.1 Setelah digerus limbah sabut pinang yang telah menjadi serbuk

disimpan didalam desikator (Sumber: Dokumentasi Pribadi)







DAFTAR RIWAYAT HIDUP (CURICULUME VITAE)

Nama : Malia Sabrina

Jenis Kelamin : Perempuan

Tempat/Tanggal Lahir : Kuala Tungkal, 10 Mei 1997

Alamat Asal : Jl. Jend Sudirman No. 159 RT 005 RW 000 Kec.

Tungkal Ilir, Kab.Tanjng Jabung Barat, Provinsi

Jambi

Alamat E-mail : [email protected]

Nomor Kontak : 082375707585

Riwayat Pendidikan Formal :

1. SD/MI, tahun tamat : SD N 3/V Kuala Tungkal, tamat 2009

2. SMP/MTs, tahun tamat : SMP N 2 Kuala Tungkal, tamat 2012

3. SMA/MA. Tahun tamat : SMA N 2 Kuala Tungkal. tamat 2015

4. S1, tamat : Universitas Islam Negeri Sulthan Thaha Saifuddin

Jambi.

tamat 2019

mailto:[email protected]

Documents

SINTESIS DAN KARAKTERISASI BIOSORBEN DARI LIMBAH …repository.uinjambi.ac.id/1369/1/MALIA SABRINA_ TB150993... · 2020. 4. 11. · Jambi. Tanjung Jabung Barat merupakan Kabupaten