Karya Tulis Ilmiah-Pemanfaatan Ampas Tebu
-
Upload
rudini-mulya -
Category
Documents
-
view
990 -
download
52
Transcript of Karya Tulis Ilmiah-Pemanfaatan Ampas Tebu
-
Universitas Mercu Buana Page | 1
TETES TEBU SEBAGAI BAHAN PEMBUATAN
ETANOL DAN BAHAN PEMBUATAN
MONOSODIUM GLUTAMAT (MSG)
Disusun Oleh :
Rudini Mulya
41610010035
PROGAM STUDI TEKNIK INDUSTRI
FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI
UNIVERSITAS MERCU BUANA
2012
-
Universitas Mercu Buana Page | 2
KATA PENGANTAR
Puji syukur yang ingin penulis ucapkan ke hadirat Tuhan Yang
Maha Esa karena berkat rahmat-Nyalah makalah ini dapat penulis
selesaikan sesuai dengan waktu yang telah ditentukan. Makalah ini dibuat
dalam rangka memperdalam pemahaman mengenai pengaruh
perkembangan budaya luar terhadap budaya indonesia yang sangat
diperlukan dengan harapan bahwa remaja dapat mengetahui dampak positif
dan dampak negatif dari pengaruh budaya luar terhadap budaya indonesia
sehingga para remaja indonesia dapat memahami dan mengetahui dampak
negatif & positif ini secara bijak.Tuhan Yang Maha Esa atas segala karunia-
Nya yang telah diberikan.
1. Orangtua dan keluarga penulis atas doa, nasehat dan bimbingan moral
maupun materil.
2. Ir. Atep Afia Hidayat MP., M.Si.
Selaku Dosen Pembimbing.
3. Semua pihak yang telah membantu penulis yang tidak bisa penulis
sebutkan satu persatu.
Harapan penulis semoga Karya Tulis ini dapat bermanfaat bagi kita semua
sehingga dapat menambah pengetahuan dan wawasan. Penulis menyadari bahwa
Karya Tulis ini masih jauh dari kata sempurna, karena dalam Karya Tulis ini
masih banyak sekali kekurangannya. Oleh karena itu, penulis sangat
mengharapkan segala saran dan kritik bagi para pembaca, yang sifatnya
membangun guna kesempurnaan Karya Tulis ini.
Jakarta, Januari 2012
Penulis
-
Universitas Mercu Buana Page | 3
DAFTAR ISI
HALAMAN
KATA PENGANTAR ............................................................................................... i
DAFTAR ISI .............................................................................................................. ii
RINGKASAN ........................................................................................................ 1
BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 5
1.1 Latar Belakang Masalah................................................................. 5
1.2 Perumusan Masalah........................................................................ 6
1.3 Gagasan ...................................................................................... 7
1.4 Tujuan dan Mamfaat Penulisan ................................................... 9
BAB II TELAAH PUSTAKA .......................................................................... 10
2.1 Tebu (Saccharum Officinarum) ................................................... 10
2.2 Botani Tanaman Tebu (Saccharum Officinarum)......................... 6
2.3 Ampas Tebu ................................................................................. 7
2.4 Komponen dan Kandungan Tebu ................................................ 9
2.5 Sifat dan Mekanis Ampas Tebu ................................................... 9
BAB III METODE PENULISAN ............................................................................. 17
BAB IV ANALISIS DAN SINTESIS .................................................................. 18
4.1 Ampas Tebu Sebagai Bahan Penghasil Membran Silika ............. 18
4.2 Membran Silika Nanopori ........................................................... 20
4.3 Metode Pembuatan Membran Silika dari Ampas Tebu ................ 22
BAB V PENUTUP.................................................................................................. 25
5.1 Simpulan......................................................................................... 25
5.2 Saran..... .......................................................................................... 26
DAFTAR PUSTAKA....... .......................................................................................... 27
LAMPIRAN..................... .......................................................................................... L-ix
-
Universitas Mercu Buana Page | 4
LEMBAR PENGESAHAN
1. Judul : Tetes Tebu Sebagai Bahan Pembuatan Etanol dan Bahan Pembuatan Monosodium Glutamat
(Msg) 2. Bidang : Karya Tulis Ilmiah bidang IPA
3. KetuaPelaksana a. Nama : Rudini Mulya b. NIM : 41610010035 c. Jurusan : Teknik Industri d. Universitas : Mercu Buana e. Alamat : JL. Raya Meruya Selatan Kembangan,
Jakarta Barat
f. Telepon : 081315583304 / 021 97882617
4. DosenPembimbing a. NamaLengkap : Ir. Atep Afia HidayatMP,M.Si. b. NIP : 192660068 c. Jabatan : Pembina Kemahasiswaan d. Alamat : Komplek Sekretariat Negara D.9 No. 28
Tangerang 15143.
Disahkan di : Universitas Mercu Buana
Tanggal : Januari 2012
DirekturKemahasiswaan
UniversitasMercuBuana Dosen Pembimbing
Dosen.
NIP.
Ir. Atep Afia Hidayat, MP, M.Si.
NIP.192660068
-
Universitas Mercu Buana Page | 5
CURRICULUM VITAE
DataPribadi
Nama : Rudini Mulya
NamaPanggilan : Rudini
Tempat, TanggalLahir : Manambin ( MEDAN), 12 April 1991
Alamat : Jl.Raden Fatah No.75 Rt 001 / 005
Kec. Ciledug - Tangerang 15153
JenisKelamin : Laki-Laki
Status : Belum Menikah
Kewarganegaraan : WNI
No. HP : 021 97882617 / 081315583304
E Mail : [email protected]
Hobi : Organisasi, Membaca dan Musik.
LatarBelakangPendidikan
Universitas Mercu Buana, Fakultas Teknologi Industri.
Program Studi Teknik Industri (Semester II) 2010 Sekarang
SMA N 1 Megang Sakti, Palembang 2006 2009
SMPN 2 Batin / VIII, Jambi 2003 2006
-
Universitas Mercu Buana Page | 6
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Beberapa industri pelapisan logam di indonesia menghadapi kesulitan untuk
menangani limbah proses Hard Chrome yang memiliki kandungan krom (Cr)
sebesar 75900 mg/L dan besi (Fe) sebesar 18610 mg/L. Beberapa jenis logam lain
yang juga terdapat dalam limbah proses Hard Chrome perusahaan tersebut adalah
tembaga (Cu) dan mangan (Mn) dengan kadar 777 mg/L dan 92.5 mg/L
(Soemantojo, 2005). Dengan pertimbangan kadar logam, terutama Cr dan Fe yang
sangat tinggi dari limbah industri yaitu dengan komposisi 75900 mg/L Cr, 777
mg/L Cu, 18610 mg/L Fe, dan 92.5mg/L Mn, maka dilakukan penelitian untuk
memisahkan logam-logam tersebut dari limbah cair dengan penyaringan
membran. Keuntungan pemamfaatan limbah ampas tebu industri gula sudah jelas,
yakni:
(1) Terbaharukan dan berkelanjutan;
(2) Lingkungan berkurang dari pencemaran limbah dan efisien;
(3) Dapat mengurangi lingkungan tercemar oleh limbah industri logam berat;
(4) Mengurangi pemanasan global (global warning) dan pencemaran
ekosistem, pencemaran air;
(5) Menjawab ketergantungan pada limbah industri yang tak terbarukan.
Ampas tebu (bagase) yang digunakan untuk memproduksi membran silika
nanopori sebagai penyaring limbah cair industri logam berat merupakan hal baru
yang harus didukung dan dikembangkan. Di Indonesia, perkebunan tebu
menempati luas areal 232 ribu hektar yang 67.74% diantaranya terdapat di Pulau
Jawa, Medan, Lampung, Semarang, Solo, dan Makasar (Misran, 2005;
Departemen Pertanian, 2004).
-
Universitas Mercu Buana Page | 7
Berdasarkan data tersebut, limbah tebu dengan jumlah yang melimpah akan
dimanfaatkan sebagai bahan dasar pembuatan membran silika nanopori. Hal ini
dilakukan sebagai wujud pemanfaatan limbah agar menjadi sesuatu yang bernilai
ekonomis tinggi dan bermanfaat bagi masyarakat. Wibowo (1998) menemukan
bahwa sebesar 62.748% silika diperoleh dari ampas tebu yang telah dibakar pada
temperatur 200-300oC selama 2 jam.
Membran berfungsi memisahkan material berdasarkan ukuran dan bentuk
molekul, menahan partikel yang berukuran lebih besar dari pori-pori membran,
dan melewatkan partikel yang berukuran lebih kecil (Mulder, 1996). Penggunaan
membran silika dari bahan dasar ampas tebu merupakan solusi yang efisien dan
tepat untuk pengolahan limbah industri, karena membran ini dibuat dengan ukuran
nanopori sehingga dapat menjerap semua logam berat yang terkandung dalam
limbah industri.
1.2 Perumusan Masalah
Apakah ampas tebu dapat dijadikan membran silika nanopori sebagai salah
satu bahan penyaring limbah cair industri logam berat ?
Apakah pemamfaatan ampas tebu dapat dikembangkan secara luas oleh
pabrik-pabrik gula di Indonesia ?
Bagaimana cara membuat membran silika nanopori dari ampas tebu ?
Bagaimana pengaruh penggunaan membran silika nanopori dari ampas
tebu sebagai bahan penyaring limbah cair industri logam berat ?
-
Universitas Mercu Buana Page | 8
1.3. Gagasan
1.3.1. Definisi Ampas Tebu Sebagai Penyaring Limbah Industri Logam
Ampas tebu (baggase) adalah campuran dari serat yang kuat
dengan jaringan parenchyma yang lembut, yang mempuyai tingkat
higroskopis yang tinggi, dihasilkan melalui penggilingan tebu. Pada
proses penggilingan tebu terdapat 5 kali proses dari batang tebu
sampai ampas tebu. Pada proses penggilingan pertama dan kedua
dihasilkan ampas tebu basah, hingga pada penggilingan terakhir
dihasilkan ampas tebu yang kering. Namun, sebanyak 60% dari
ampas tebu tersebut dimanfaatkan oleh pabrik gula sebagai bahan
bakar, bahan baku untuk kertas, bahan baku industri kanvas rem,
industri jamur dan lain-lain.
Oleh karena itu diperkirakan sebanyak 45 % dari ampas tebu
tersebut belum dimanfaatkan (Husin, 2007). Ampas tebu sebagian
besar mengandung ligno-cellulose. Panjang seratnya antara 1,7
sampai 2 mm dengan diameter sekitar 20 mikro, sehingga ampas
tebu ini dapat memenuhi persyaratan untuk diolah menjadi papan-
papan buatan. Bagase mengandung air 48 - 52%, gula rata-rata
3,3% dan serat rata-rata 47,7%. Serat bagase tidak dapat larut
dalam air dan sebagian besar terdiri dari selulosa, pentosan dan
lignin (Husin, 2007).
1.3.2. Karakteristik dan Komposisi Ampas Tebu
Ampas tebu memiliki bulk density sekitar 7,5 lbs/cub atau 0,125
gr/cm3, moisture content sekitar 48% menurut Hugot (HandBook of
Cane Sugar Engineering,1986). Nilai di atas diambil dari penelitian
terhadap ampas tebu basah. Ampas tebu basah memiliki kapasitas
kalor dalam jumlah yang besar. Kalor yang dihasilkan ampas tebu
-
Universitas Mercu Buana Page | 9
mempunyai 2 jenis kalor, yaitu : GCV (Gross Calorific Value) dan
NCV (Net calorific Value). GCV merupakan total pembakaran ampas
tebu dan sumber kalor berasal dari selisih kalor akibat uap air yang
keluar pada saat terjadi pembakaran dengan kalor yang dihasilkan
dengan proses pengembunan. Pada ampas tebu yang baru hasil
penggilingan mempunyai kelembapan rata-rata 50%.Untuk komposisi
ampas tebu secara umum ditunjukkan pada tabel berikut :
Tabel 1. struktur ampas tebu (Lacey, J .. The Microbicloby of the
baggase of Sugar Cane- Proc. Of XVII Congress Of ISSCT)
Karakteristik Kimia Ampas Tebu
Abu ampas tebu (baggase) adalah hasil pembakaran secara
kimiawi dari pembakaran ampas tebu, terdiri dari garam-garam
anorganik. Pada saat ampas tebu dibakar pada boiler, perubahan
menjadi klinker dengan perubahan warna menjadi warna cerah
keunguan. Pada pembuatan keramik dari ampas tebu, dimana keramik
dipanaskan pada suhu 500oC sampai meningkat menjadi 700oC
sampai berat abu menjadi konstan sehingga dapat diketahui komposisi
abu ampas tebu yang terkandung didalamnya adalah 73,8%.
No. Komponen Berat Kering ( % )
1. Sellulosa 26 43%
2. Hemiselulosa 17 23 %
3. Pentosan 20 33 %
4. Lignin 13 22 %
5. Abu 2 - 3,82 %
6. Pentosan 20 - 27,97%
7. SiO2 3,01%
-
Universitas Mercu Buana Page | 10
1.4. Tujuan dan Manfaat penulisan
bagi berbagai pihak, seperti pemerintah, industri gula, industri kimia,
kalangan industri pada umumnya, masyarakat, dan bagi akademisi. Manfaat
tersebut di antaranya :
1. Pemerintah dapat mengembangkan limbah tebu secara lebih optimum
sehingga dapat menambah penghasilan negara.
2. Pengembangan produk membran silika nanopori akan memicu jiwa
kreatif dan inovatif industri gula untuk meningkatkan nilai guna dan
nilai ekonomis dari ampas tebu.
3. Industri kimia, industri logam berat, dan kalangan industri pada
umumnya dapat mengatasi penjerapan logam berat dengan
menggunakan membran silika nanopori ini sehingga bisa menjadi
solusi alternatif untuk mengatasi permasalahan limbah industri saat ini.
4. Masyarakat sekitar kawasan industri memperoleh lingkungan perairan
yang sudah terbebas dari logam berat yang berbahaya bagi makhluk
hidup.
5. Kalangan akademisi dapat menambah khazanah ilmu pengetahuan dan
menjadikan tulisan ini sebagai bahan rujukan dalam membuat karya
tulis lainnya. Membran silika nanopori ini bermanfaat sebagai sistem
penjerap logam berat pada limbah industri, sehingga bisa menjadi
solusi alternatif untuk mengatasi permasalahan limbah industri saat ini
dan menjaga kelestarian biota air.
-
Universitas Mercu Buana Page | 11
BAB 11
TELAAH PUSTAKA
2.1 Tebu ( Saccharum Officinarum )
Tebu merupakan tumbuhan monokotil dari famili rumput-rumputan
(Gramineae), Batang tanaman tebu memiliki memiliki anakan tunas dari pangkal
batang yang membentuk rumpun. Tanaman ini memerlukan waktu musim tanam
sepanjang 11- 12 bulan. Tanaman ini berasal dari daerah tropis basah sebagai
tanaman liar
2.2 Botani Tebu ( Saccharum Officinarum )
Klasifikasi botani tanaman tebu adalah sebagai berikut ( slamet,2004 ):
Divisio : Spermatophyta
Subdivisio : Angiospermae
Kelas : Monocotyledoneae
Ordo : Graminalisesar
Familia : Gramineae
Genus : Saccharum
Spesies : Saccharum officinarum
Tanaman tebu mempunyai sosok yang tinggi kurus, tidak bercabang dan
tumbuh tegak.tanaman yang tumbuh baik tinggi batangnya dapat mencapai 3- 5
meter atau lebih. Termasuk dalam jenis rumput-rumputan bertahunan,besar, tinggi
sistem perakaran besar, menjalar, batang kokoh, dan terbagi kedalam ruas-ruas;
ruas beragam panjangnya 10-30 cm, menggembung, menggelondong, atau
menyelindiris. (penebar swadaya, 2000).
Sumber : Penebar Swadaya, 2002
-
Universitas Mercu Buana Page | 12
Beberapa kondisi lingkungan yang diperlukan untuk mendukung perkembangan
tanaman tebu antara lain :
a) Berada pada daerah tropis yang basah (35o LS dan 39o LU), dengan
topografi 0 1400 mdpl.
b) CH 200 mm/bulan pada 5-6 bulan berturut-turut, 125 mm/bulan 2 bulan
transisi dan kurang 75 mm/bulan pada 4-5 bulan berturut-turut.
c) Kecepatan angin kurang dari 10 km/jam.
d) Suhu udara 24-30 oC, dengan beda suhu siang dan malam tidak lebih dari
10 oC.
e) Bentuk areal datar hingga berombak dengan kemiringan lereng kurang dari
2 %.
f) Kedalaman jeluk efektif minimal 50 cm.
g) Tekstur tanah sedang sampai berat atau menurut klasifikasi tekstur tanah
(Buckman and Brady, 1960) adalah lempung, lempung berpasir, lempung
berdebu, liat berpasir, liat berlempung, liat berdebu dan liat atau yang
tergolong bertekstur agak kasar sampai halus.
h) pH tanah optimal pada 6-7.
i) Status hara bagi tanaman tebu dengan kriteria N total > 1,5, P2O5 tersedia >
75 ppm, K2O tersedia > 150 ppm dan kejenuhan Al < 30 %.
2.3 Ampas tebu ( bagase )
Ampas tebu atau lazimnya disebut bagas, adalah hasil samping dari proses
ekstraksi (pemerahan) cairan tebu. Dari satu pabrik dihasilkan ampas tebu sekitar
35 40% dari berat tebu yang digiling (Indriani dan Sumiarsih, 1992). Husin
(2007) menambahkan, berdasarkan data dari Pusat Penelitian Perkebunan Gula
-
Universitas Mercu Buana Page | 13
Indonesia (P3GI) ampas tebu yang dihasilkan sebanyak 32% dari berat tebu
giling. Pada musim giling 2006 lalu, data yang diperoleh dari Ikatan Ahli Gula
Indonesia (Ikagi) menunjukkan bahwa jumlah tebu yang digiling oleh 57 pabrik
gula di Indonesia mencapai sekitar 30 juta ton (Anonim, 2007b), sehingga ampas
tebu yang dihasilkan diperkirakan mencapai 9.640.000 ton. Namun, sebanyak
60% dari ampas tebu tersebut dimanfaatkan oleh pabrik gula sebagai bahan bakar,
bahan baku untuk kertas, bahan baku industri kanvas rem, industri jamur dan lain-
lain. Oleh karena itu diperkirakan sebanyak 45 % dari ampas tebu tersebut belum
dimanfaatkan (Husin, 2007).
2.4 Kandungan Tebu
Komponen kimia serat sabut tebu dan beberapa serat penting lainya dapat
dilihat pada tabel.2. berikut :
No
Serat
Lignin ( % )
Selulosa ( % )
Hemiselulosa ( %)
1. Tandan Sawit 19 65 -
2. Mesocrap Sawit 11 60 -
3. Sabut Tebu 40-50 32-43 0,15-0,25
4. Pisang 5 63-64 19
5. Sasal Okt-14 66-72 12
6. Daun Nanas 12,7 81,5 0
Sumber : Kliwon (2002 ).
Bila tebu dipotong akan terlihat serat jaringan pembuluh ( vascular bundle )
dan sel parenkim serta terdapat cairan yang mengandung gula.serat dan kulit
batang sekitar 12,5 dari berat tebu.dari satu pabrik dapat dihasilkan ampas tebu
sekitar 35-40 % dari berat tebu yang digiling ( penebar swadaya, 2000).
-
Universitas Mercu Buana Page | 14
Sifat mekanis ampas tebu
sifat mekanis ampas serat sabut tebu dan beberapa serat penting lainya dapat
ditunjukkan pada tabel.
Tabel.3. sifat mekanis beberapa serat penting berdasarkan kekerasan (Mpa) dan
kekuatan tarik (Mpa).
.
Tabel.4. sifat mekanis beberapa serat penting berdasarkan pemanjangan ( % ).
0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
Tandan Sawit
Mesocrap Sawit
Sabut Tebu
Pisang
Sasal
Daun Nanas
Sifat mekanis beberapa serat
penting
Kekerasan ( Mpa ) Kekuatan Tarik (Mpa )
0 5 10 15 20 25 30
Tandan Sawit
Mesocrap Sawit
Sabut Tebu
Pisang
Sasal
Daun Nanas
satuan dalam persen
Jen
is T
an
am
an
Sifat mekanis beberapa serat penting
Pemanjangan ( % )
Sumber : Penebar Swadaya, 2003.
Sumber : Penebar Swadaya, 2003.
-
Universitas Mercu Buana Page | 15
Menurut Husin (2007) hasil analisis serat bagas adalah seperti dalam Tabel
berikut:
Tabel.5. Komposisi kimia ampas tebu
Kandungan Kadar (%)
Abu
Lignin
Selulosa
Sari
Pentosan
SiO2
3,82
22,09
37,65
1,81
27,97
3,01
Pada umumnya, pabrik gula di Indonesia memanfaatkan ampas tebu sebagai
bahan bakar bagi pabrik yang bersangkutan, setelah ampas tebu tersebut
mengalami pengeringan. Disamping untuk bahan bakar, ampas tebu juga banyak
digunakan sebagai bahan baku pada industri kertas, particleboard, fibreboard, dan
lain-lain (Indriani dan Sumiarsih, 1992).
Kegiatan pembangunan kawasan industri dan pertambangan berdampak
positif bagi masyarakat luas, yaitu menciptakan lapangan kerja baru bagi
penduduk di sekitarnya. Namun, keberhasilan tersebut diikuti oleh dampak negatif
yang merugikan masyarakat dan lingkungan. Pembangunan kawasan industri
menimbulkan permasalahan lingkungan bagi masyarakat sekitarnya.
Pencemaran bahan berbahaya dan beracun (B3) melalui limbahnya. Limbah
industri yang dibuang ke badan air atau sungai dan lingkungan sekitarnya dapat
mencemari tanah dan air.Pencemaran yang dihasilkan dari proses produksi
industri banyak mengandung bahan berbahaya, misalnya logam berat seperti
merkuri (Hg), kadmium (Cd), dan plumbo (Pb). Jenis logam berat tersebut
cenderung meningkatkan kasus keracunan dan gangguan kesehatan masyarakat
(Sugijanto et al, 1991).
-
Universitas Mercu Buana Page | 16
Hal yang menyebabkan logam berat menjadi bahan pencemar yang
berbahaya itu karena logam berat tidak dapat dihancurkan (nondegradable) oleh
organisme hidup, sehingga terakumulasi ke lingkungan. Hasil akumulasi tersebut
mengendap di dasar perairan dan membentuk senyawa kompleks bersama bahan
organik dan anorganik secara adsorpsi dan kombinasi. Biota di perairan yang
tercemar logam berat dapat mengakumulasi logam berat tersebut dalam jaringan
tubuhnya. Semakin tinggi kandungan logam berat dalam perairan maka semakin
tinggi kandungan logam berat yang terakumulasi dalam tubuh hewan tersebut (Rai
et al, 1981).
Industri penghasil limbah yang mengandung persenyawaan logam berat
terbanyak adalah industri pelapisan logam, yang menggunakan senyawa logam
berat sebagai zat pewarna dan pelapis. Beberapa industri pelapisan logam di
Jakarta menghadapi kesulitan untuk menangani limbah proses Hard Chrome yang
memiliki kandungan krom (Cr) sebesar 75900 mg/L dan besi (Fe) sebesar 18610
mg/L. Beberapa jenis logam lain yang juga terdapat dalam limbah proses Hard
Chrome perusahaan tersebut adalah tembaga (Cu) dan mangan (Mn) dengan kadar
777 mg/L dan 92.5 mg/L (Soemantojo, 2005).
Dampak dari limbah industri logam berat di Jakarta tersebut diperkuat lagi
dengan data yang tertulis dalam surat kabar harian Pikiran Rakyat pada tanggal 30
Desember 2009 bahwa sekitar 60% Sungai Citarum tercemar oleh limbah industri
kimia, peternakan, dan pertanian, sisanya merupakan limbah organik dan rumah
tangga. Tidak hanya menjadikan air keruh, biota perairan terutama ikan akan mati
akibat logam berat yang terakumulasi dalam waduk.
Dari hasil penelitian yang dilakukan PT Indonesia Power bersama Pusat
Penelitian Sumber Daya Alam dan Lingkungan (PPSDAL) Universitas
Padjadjaran, Bandung, pada tahun 2004 menerangkan bahwa kualitas air Waduk
Saguling sudah di atas ambang batas normal. Salah satu contohnya, pada
kandungan merkuri (Hg) yang mencapai angka 0,236.
-
Universitas Mercu Buana Page | 17
Pada kenyataannya standar baku mutu menunjukkan bahwa angka aman bagi
kandungan merkuri hanya adalah 0,002. Logam merkuri tersebut berasal dari
pakan ikan dan industri plastik, sedangkan logam berat lainnya berasal dari pabrik
tekstil untuk proses pewarnaan kain. Akumulasi logam berat ini yang akan
menjadi masalah besar di masa mendatang. Pada saat ini air dari Waduk Saguling
tidak layak lagi dimanfaatkan untuk konsumsi, pertanian, dan perikanan (Citarum
Fact Sheet, 2010).
Tabel.6. kandungan logam berat dari berbagai sumber kisaran logam berat
pencemar terhadap tanah dan tanaman .lihat table berikut :
Unsur
Kisaran Kadar Logam ( Ppm )
Tanah Tanaman
As 0,1 - 40 0,1 - 5
B 2 - 100 30 - 75
F 30 - 300 2 - 20
Cd 0,1 - 7 0,2 - 0,8
Mn 100 - 4000 15 - 200
Ni 10 - 1000 1 - 5
Zn 10 - 300 15 - 200
Cu 2 - 100 4 - 15
Pb 2 - 200 0,1 - 10
Ada beberapa unsur logam yang termasuk elemen mikro merupakan logam
berat yang tidak mempunyai fungsi biologis sama sekali. Logam tersebut bahkan
sangat berbahaya dan dapat menyebabkan keracunan pada organisme, yaitu timbal
(Pb), merkuri (Hg), arsen (As), kadmium (Cd) dan aluminium (Al). Toksisitas
tidak hanya disebabkan diet logam nonesensial saja, tetapi logam esensial dalam
jumlah yang berlebihan dapat menyebabkan toksisitas. Duxbury (1985)
mengklasifikasikan logam berat menjadi tiga kelompok berdasarkan tingkat
potensi toksisitasnya terhadap makhluk hidup dan aktivitas mikroorganisme. yaitu
1) ekstrem toksik, seperti Hg; 2) toksik sedang seperti Cd, dan 3) toksik rendah
seperti Cu, Ni dan Zn.
Sumber : Citarum Fact Sheet, 2010.
-
Universitas Mercu Buana Page | 18
BAB III
METODE PENULISAN
Penulisan karya tulis ini dimulai dengan pencarian data-data dan informasi
berupa pengamatan secara langsung serta data sekunder yang berasal dari surat
kabar, buku-buku teks, jurnal-jurnal, laporan hasil penelitian, dan artikel-artikel
dari internet. Dalam menyelesaikan masalah, karya tulis ini didekati dengan studi
literatur dan komunikasi personal agar didapatkan gambaran yang nyata tentang
permasalahan.
Proses selanjutnya adalah pembuatan outline, yang berisi ide-ide umum
yang akan dimuat dalam tulisan ini. Hal ini berguna untuk membatasi karya tulis
agar sesuai dengan tujuan yang akan dicapai. Outline juga mempermudah proses
data collecting (pengumpulan data).
Data-data dan informasi yang diperoleh dikumpulkan dan diolah sesuai
dengan outline, tema, dan tujuan penulisan. Hasil pengolahan ditulis berdasarkan
Pedoman Umum Penyelenggaraan Lomba Karya Tulis Ilmiah Mahasiswa Tingkat
Perguruan Tinggi/Wilayah/Nasional.
Pembahasan tulisan ini dilakukan berdasarkan literatur dan fakta yang ada
di lapangan, untuk diarahkan pada tujuan penulisan. Pengambilan kesimpulan
menggunakan metode induksi dan deduksi. Saran dirumuskan berdasarkan fakta
yang ada dengan kesimpulan yang diperoleh untuk menciptakan kondisi yang
lebih baik.
-
Universitas Mercu Buana Page | 19
BAB IV
ANALISIS DAN SINTESIS
3.1 Ampas Tebu Sebagai Bahan Penghasil Membran Silika Nanopori
Tebu (Saccharum officinarum L.) merupakan tanaman yang hanya dapat
hidup di daerah yang beriklim tropis. Di Indonesia, perkebunan tebu menempati
luas areal 232 ribu hektar yang 67.74% diantaranya terdapat di Pulau Jawa,
Medan, Lampung, Semarang, Solo, dan Makasar (Misran, 2005; Departemen
Pertanian, 2004). Menurut Badan Pusat Statistik Provinsi Jawa Barat tahun 2006,
perkebunan tebu menempati luas areal 12024.31 hektar, dengan produksi tebu
mencapai 64169.06 ton.
Tabel.9.berikut menyajikan komponen-komponen yang terdapatdalambatang tebu.
No Komponen Jumlah (%)
1. Monosakarida 0.5 ~ 1,5
2. Komponen Jumlah (%)
3. Sukrosa 11 ~ 19
4. Zat-Zat Organik 0,5 ~ 1,5
5. Zat-Zat Anorganik 0,15
6. Sabut 11 ~ 19
7. Air 65 ~ 75
8. Bahan Lain 12
Tebu dari perkebunan diolah menjadi gula di pabrik-pabrik gula (PG).
Dalam proses produksi di pabrik-pabrik gula (PG), ampas tebu (baggase)
dihasilkan sebesar 90%, sedangkan gula yang dimanfaatkan hanya 5%, dan
sisanya berupa tetes tebu (molase) dan air (Witono 2003; Misran 2005). Ampas
tebu merupakan sisa bagian batang tebu dalam proses ekstraksi tebu yang
memiliki kadar air berkisar 46-52 %, kadar serat 43-52 % dan padatan terlarut
Sumber: Misran (2005)
-
Universitas Mercu Buana Page | 20
sekitar 2-6 %. Komposisi kimia ampas tebu meliputi: zat arang atau karbon (C)
23,7 %, zat cair atau hidrogen (H) 2 %, zat asam Oksigen (O) 20 %, air atau W
(HO) 50 % , dan gula 3 % (Paturau, 1982). Pada prinsipnya serat ampas tebu
terdiri dari selulosa, pentosan dan lignin. Komposisi ketiga komponen bisa
bervariasi pada varitas tebu yang berbeda (Kurniawan, 1998; Hutasoit, 1998).
Selama ini produk utama yang dihasilkan dari tebu adalah gula, sementara
buangan atau hasil samping yang lain tidak begitu diperhatikan, kecuali tetes tebu
yang sudah lama dimanfaatkan untuk pembuatan etanol dan bahan pembuatan
monosodium glutamat (MSG), atau ampas tebu yang dimanfaatkan untuk
makanan ternak, bahan baku pembuatan pupuk, pulp, particle, board, dan untuk
bahan bakar bakar boiler di pabrik gula. Namun, penggunaannya masih terbatas
dan nilai ekonomi yang diperoleh juga belum tinggi. Sedangkan aneka limbah
dalam proses produksi gula seperti blotong dan abu sisa pembakaran terbuang sia-
sia. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa ampas tebu juga berpotensi sebagai
adsorben (Diapati, 2009).
Data mengenai sumber silika dari tebu pun diperkuat oleh hasil penelitian
Wibowo (1998) yang menemukan sebesar 62.748% silika berhasil diperoleh dari
ampas tebu yang telah dibakar pada temperatur 200-300o C selama 2 jam. Oleh
karena itu, ampas tebu yang melimpah di Indonesia dapat dimanfaatkan sebagai
sumber utama bahan pembuat membran silika nanopori yang selanjutnya
digunakan sebagai filter logam berat pada aliran limbah industri, terutama industi
logam berat. Membran silika nanopori dari ampas tebu dapat digunakan dalam
jangka waktu lama karena membran ini memiliki beberapa kelebihan. Kelebihan
membran ini adalah stabil terhadap pengaruh mekanik, panas, pelarut organik, dan
kondisi pH ekstrem. Membran silika nanopori tahan terhadap tekanan tinggi
sehingga tidak mudah rusak. Selain itu, membran ini bisa digunakan untuk
menjerap logam berat pada limbah yang bersifat asam, basa, maupun yang
mengandung pelarut organik (Mulder, 1996).
4.2. Membran Silika Nanopori.
-
Universitas Mercu Buana Page | 21
Pengolahan limbah industri telah banyak dilakukan dengan beberapa cara,
antara lain secara kimia menggunakan koagulan, secara fisika dengan adsorpsi
menggunakan arang aktif, dan secara biologi menggunakan mikroba (Forlink,
2000). Namun, metode tersebut memiliki beberapa kekurangan. Pengolahan
limbah secara kimia menggunakan koagulan akan menghasilkan lumpur dalam
jumlah yang relatif besar, sehingga membutuhkan pengolahan lebih lanjut
terhadap lumpur yang terbentuk. Penggunaan arang aktif dalam pengolahan
limbah meskipun sangat efektif, tetapi memerlukan biaya yang cukup tinggi
karena harganya relatif mahal, terutama jika digunakan dalam skala besar atau
konsentrasi limbah yang tinggi (Manurung et al., 2004).
Ukuran membran yang dibuat, dibentuk dengan ukuran nanometer sehingga
pori-pori yang berukuran nano tersebut dapat menjerap logam-logam berat yang
melewati sistem filter limbah industri. Membran diklasifikasikan berdasarkan
ukuran pori-porinya, terdiri atas reverse osmosis (RO), nanofiltrasi (NF),
ulltrafiltrasi (UF), dan mikrofiltrasi (MF) (Mallia dan Till 2003). Ukuran pori
yang kami tawarkan adalah ukuran nanofiltrasi yang memiliki ukuran pori
0.001m dan mampu menahan partikel berukuran 50-1000 Da (Mallia dan Till
2003).
Selain dari penggunaan secara kimia tersebut, menurut Baker (2004),
membran sintetis yang sering dipergunakan dalam proses industri terdiri dari dua
jenis yaitu membran isotropik dan membran anisotropik. Membran isotropik
terdiri dari mikroporos membran (membran berpori), dense membran (membran
film tipis), dan membran elektrik (gabungan dari mikroporos dan film tipis),
sedangkan membran anisotropik adalah membran yang sangat tipis yaitu dengan
ketebalan 20 m.. Namun, pembuatan membran zeolitnya, seringkali kurang
efektif dalam menyaring logam berat yang saat ini sudah mendominasi kandungan
limbah industri khususnya limbah cair logam industri logam berat.
-
Universitas Mercu Buana Page | 22
Silika merupakan unsur terbesar kedua di kerak bumi dan sebagian di
dalam tanah . Dengan demikian, semua jaringan perakaran tanaman dalam tanah
mengandung silika, termasuk tebu. Kandungan silika dalam tanah dianggap
berlimpah untuk memenuhi kebutuhan tanaman.Tanaman akumulator silika
terutama berasal dari famili Gramineae seperti bambu, padi, dan tebu serta
tanaman tingkat rendah dari famili Chlorophyta seperti alga.9 Silika berperan
dalam meningkatkan fotosintesis dan resistensi terhadap cekaman biotik dan
abiotik.
Tabel.7. Komposisi unsur di dalam kerak bumi
No
Unsur
Rata -Rata Berat
1 Oksigen 46,6
2 Silika 27,7
3 Alumunium 8,1
4 Besi 5
5 Kalsium 3,6
6 Natrium 2,8
7 Kalium 2,6
8 Magnesium 2,1
9 Lainya 1,5
Silika biasanya dimanfaatkan untuk berbagai keperluan dengan berbagai
ukuran tergantung aplikasi yang dibutuhkan seperti dalam industri ban, karet,
gelas, semen, beton, keramik, tekstil, kertas, kosmetik, elektronik, cat, film, pasta
gigi, dan lain-lain. Proses penghalusan atau memperkecil ukuran dari pasir silika
umumnya digunakan metode milling dengan ball mill untuk menghancurkan
ukuran pasir silika yang besar menjadi ukuran yang lebih kecil dan halus. Silika
dengan ukuran yang halus inilah yang biasanya banyak digunakan dalam industri.
Sumber : Balai Penelitian Tanah (2010)
-
Universitas Mercu Buana Page | 23
4.3 Metode Pembuatan Membran Silika Nanopori Berbahan Dasar Ampas
Tebu
Sintesis silika dari ampas tebu dilakukan dengan menggunakan teknik
pengabuan. Ampas tebu dibersihkan dengan air dari impuritas akibat kotoran,
kemudian dilakukan proses pengeringan dengan oven pada suhu 190oC selama 30
jam. Pengarangan ampas tebu dilakukan dengan cara dioven pada suhu 300oC
selama 15 jam. Proses ini bertujuan untuk mengetahui kandungan abu. Pengabuan
dilakukan dengan cara dioven pada suhu 600oC selama 30 jam, setelah itu
dilakukan pemurnian sampel agar silika terpisah dari abu tebu.
Metode yang dipakai untuk pemurnian adalah metode pengasaman dengan
menggunakan larutan HCl pekat. Proses pemurnian dilakukan dengan cara
memasukkan sampel berupa abu tebu ke dalam wadah dan dibasahi dengan
akuades panas. Selanjutnya ke dalam campuran ditambahkan HCl pekat dan
diuapkan sampai kering, lalu pengerjaan ini diulangi sebanyak tiga kali. Akuades
dan HCl pekat dituangkan ke wadah dan diinkubasi di atas penangas air selama 5
jam. Campuran tersebut kemudian disaring dengan kertas saring bebas abu dan
dicuci dengan akuades panas. Hasil dari penyaringan berupa residu padat,
kemudian dipanaskan pada suhu 300oC selama 3 jam hingga menjadi arang.
Kemudian dilanjutkan dengan memanaskannya pada suhu 600oC sehingga yang
tersisa hanya endapan silika yang berwarna putih (Harsono, 2002).
Table.proses ampas tebu menjadi endapan (Residu) membran silica
Preparasi membran, pada metode ini silika dicampurkan dengan 1-propanol,
dan campuran tersebut kemudian disentrifus dengan kecepatan 600 rpm selama
10 menit. Langkah selanjutnya, ditambahkan CTAB yang telah dilarutkan dalam
air deionisasi. Larutan tersebut kemudian diaduk dengan ultrasonik selama 10
sampai 15 jam. Tujuan dari penggunaan CTAB (surfaktan nonionik) dan
pengadukan dengan ultrasonik agar terbentuk pori membran yang berukuran nano.
-
Universitas Mercu Buana Page | 24
BAB V
SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan
1. Sintesis membran silika nanopori dengan bahan dasar ampas tebu merupakan
solusi alternatif untuk mengatasi pencemaran lingkungan kawasan industri
dari logam berat.
2. Pemanfaatan ampas tebu ini juga dapat meningkatkan nilai guna dan nilai
ekonomis dari limbah pabrik gula (tebu).
3. Penggunaan membran silika dengan ukuran pori yang sangat kecil
(nanometer) ini mampu menjerap logam berat dalam bentuk koloid sehingga
hasil buangan cair industri tidak mencemari lingkungan.
4. Proses pembuatan dari rumput laut dibuat dengan tiga tahapan, yaitu :
(1) Pengeringan ampa tebu;
(2) Pengarangan ampas tebu menjadi abu silika ;
(3) Pemurnian abu silika dengan teknik pengasaman menjadi
endapan membran silika nanopori.
(4) pencetakan endapan komposisi membran silika nanopori yang
digunakan untuk menyaring limbah cair industri logam berat.
5. membran silika nanopori dari ampas tebu memiliki segi positif dalam beberapa
aspek, yaitu :
(1) Aspek Ekonomi
(2) Aspek Ekologis
(3) Aspek Biologis
-
Universitas Mercu Buana Page | 25
5.2 Saran
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui kandungan
membran silika nanopori berbagai jenis Ampas Tebu yang ada
diIndonesia.
2. Perlu diadakan percobaan untuk mengetahui berapa bahan membran silika
Nanopori Yang dihasilkan dari setiap kilogram Ampas Tebu kering.
3. Perlu pengenalan kepada masyarakat tentang manfaat Ampas Tebu
sebagai penyaring limbah industri logam berat sehingga mendorong minat
masyarakat untuk membudidayakan fungsi ampas tebu.
4. Perlu dicari suatu peralatan yang kompak, sederhana dan murah
yang dapat membuat Ampas Tebu menjadi membran silika nanopori untuk
menyaring limbah industry logam berat dalam skala kecil, sehingga
membuka lapangan pekerjaan bagi masyarakat.
-
Universitas Mercu Buana Page | 26
DAFTAR PUSTAKA
http://www.riauinfo.com/main/news.php?c=13&id=460).
http://www.detiknews.com/read/2009/03/09/141207/1096639/10/ri-korea-
kembangkan-biofuel-ampas-tebu/html=286.
http://www.researchgate.net/publication/42349022_Pemanfaatan_Ampas_Tebu_S
ebagai_Bahan_Baku_Dalam_Pembuatan_Papan_Partikel.
http://repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/27800/PKM-GT-10-IPB-
Randi-Sintesis_Membran_Silika.pdf?sequence=2.
http://www.ageniklan.net/iklan-baris-membran-silika-nanopori-berbahan-dasar-
ampas-tebu-sebagai.htm.
http://id.wikipedia.org/wiki/Kompos.
http://kompas.co.id/read/xml.
http://www.kapanlagi.com/h/0000259544.html.
http://ratoonjatim.co.cc/processing/images/tumpukan_ampas.jpg&imgrefurl.
http://www.indosmarin.com/20081028-dkp-dorong-ampas-tebu-sebagai-sumber-
pangan-dan-energi-alternatif.html.
http://yalun.wordpress.com/2008/10/01/biobutanol-sebagai-biofuel-generasi-
kedua-di-indonesia/html=365.
http://www.pili.or.id/index.php?option=com_content&task=view&id=564&Itemi
d=171.
http://www.goblue.or.id/dkp-dan-korsel-jajaki-kembangkan-biodesel-dari-ampas-
tebu/html=257.
http://www.goblue.or.id/dkp-dan-india-jajaki-kembangkan-biodesel-dari-ampas
tebu/html=457.