Prosiding Seminar Nasional TK-Unimal 2016-full paper.pdf-hal-1

HP

Typewritten text

ISBN:978-602-61094-0-8

PROSIDING

SEMINAR NASIONAL TEKNIK KIMIAUNIVERSITAS MALIKUSSALEH 2016

ISBN : 978-602-61094-0-8

Tim Penyunting Artikel:

Dr. Ir. Azhari, M.Sc.Dr. Lukman Hakim, ST., M.EngDr. Suryati, ST., MT.Meriatna, ST., MT.Novy Sylvia, ST. MT.Wusnah, ST., MT.Fikri Hasfita, ST., MT.

Penerbit:Jurusan Teknik Kimia Universitas MalikussalehJl. Batam No.2, Kampus Bukit Indah-24353Kota Lhokseumawe, Propinsi AcehTelp/Fax: 0645-41373/0645-44450

17 OKTOBER 2016

PROSIDING SNTK UNIMAL 2016

KATA SAMBUTANKETUA JURUSAN

Assalamu’alaikum Wr.Wb

Yang terhormat;

Rektor Universitas Malikussaleh, Pembantu Rektor, Dekan Fakultas Teknik, Pembantu

Dekan Fakultas Teknik, Kajur di lingkungan Fakultas Teknik, Pemateri Utama Bapak

Ir. Musthofa, Ibu Prof. Ir. Husni Husin, MT, Bapak Dr. Bahruddin, MT, Panitia Seminar,

dan Rekan Dosen di Lingkungan Jurusan Teknik Kimia serta para undangan dan

mahasiswa/mahasiswi yang berbahagia. Bersama ini kita panjatkan Syukur Alhamdulillah

kehadirat Allah SWT., karena dengan izin-Nya kita dapat menyelenggarakan Seminar

Nasional Teknik Kimia Universitas Malikussaleh (Unimal) Tahun 2016 untuk yang pertama

sekali dengan tema “Penguatan Link and Match antara institusi pendidikan dan dunia

industri dalam rangka meningkatkan kompetensi lulusan menuju pasar bebas

Masyarakat Ekonomi ASEAN”.

Pada kesempatan ini saya ucapkan terimakasih kepada Bapak Rektor dan Bapak Dekan yang

telah mendukung acara ini sepenuhnya serta tentunya terimakasih kepada panitia seminar

yang telah bekerja keras demi terlaksananya seminar nasional ini. Tidak lupa pula kami

ucapkan terimakasih kepada pihak Pertamina Hulu Energi (PHE) telah memberikan bantuan

yang sangat berarti serta pihak-pihak lain yang telah memberikan dukungan untuk

terlaksananya seminar ini.

Harapan kami dalam seminar nasional ini adalah dapat meningkatkan hubungan kerja sama

antara Unimal khususnya Jurusan Teknik Kimia dengan pihak industri yang berada

dikawasan Lhokseumawe dan Aceh Utara sehingga dapat memberikan manfaat dari kedua

belah pihak serta dapat meningkatkan mutu pendidikan di Jurusan Teknik Kimia Unimal.

Akhirnya saya atas nama Jurusan Teknik Kimia Unimal mengucapkan selamat melaksanakan

seminar nasional ini dan mohon maaf apabila dalam pelaksanaan seminar ini masih terdapat

kekurangan dan kesilapan.

Lhokseumawe, 17 Oktober 2016

Nasrul ZA ST. MT

KATA PENGANTAR

KETUA PANITIA SEMINAR

Assalamu’alaikum Wr.Wb

Yang terhormat;

Rektor Universitas Malikussaleh, Pembantu Rektor, D

Dekan Fakultas Teknik, Kajur di

Musthofa, Ibu Prof. Ir. Husni Husin, MT, Bapak Dr.

Lingkungan Jurusan Teknik Kimia serta para undangan

berbahagia. Bersama ini kita panjatkan p

dengan rahmat dan hidayah-Nya kita dapat hadir dan menyelenggarakan Seminar N

Teknik Kimia Universitas Malikussaleh (Unimal)

Seminar Nasional Teknik Kimia Unimal pada tahun 201

yang dilakukan oleh Jurusan Teknik Kimia Unimal den

Match antara institusi pendidikan dan dunia industri dala

kompetensi lulusan menuju pasar bebas Masy

nasional yang direncanakan pelaksanaannya dua tahun

terjalinnya kerjasama sivitas akademisi dengan duni

yang mampu menghadapai

berlangsung.

Panitia seminar bersyukur dengan terlaksananya semi

berbagai pihak terutama dari Pertamina Hulu Energi

sangat berarti. Panitia juga berterimakasih

Fakultas Teknik, rekan-rekan dosen dan mahasiswa

yang telah memberikan dukungan

juga kami ucapkan kepada para pemakalah baik dari d

telah hadir dan menyumbangkan makalahnya pada sem

panitia memohon maaf apabila dalam pelaksanaan semi

dan kesilapan selama berlangsungnya


Dr. Lukman Hakim, ST. M.Eng

KETUA PANITIA SEMINAR�

Rektor Universitas Malikussaleh, Pembantu Rektor, Dekan Fakultas Teknik, Pembantu

Kajur di lingkungan Fakultas Teknik, Pemateri Utama Bapak Ir.

Musthofa, Ibu Prof. Ir. Husni Husin, MT, Bapak Dr. Bahruddin, MT, Rekan Dosen di

Lingkungan Jurusan Teknik Kimia serta para undangan dan mahasiswa/mahasiswi yang

ma ini kita panjatkan puji dan syukur kehadirat Allah SWT., dimana

Nya kita dapat hadir dan menyelenggarakan Seminar N

Universitas Malikussaleh (Unimal) tahun 2016 .

Seminar Nasional Teknik Kimia Unimal pada tahun 2016 ini merupakan

yang dilakukan oleh Jurusan Teknik Kimia Unimal dengan tema “Peng

antara institusi pendidikan dan dunia industri dalam rangka meningkatkan

petensi lulusan menuju pasar bebas Masyarakat Ekonomi ASEAN

nasional yang direncanakan pelaksanaannya dua tahun sekali ini untuk memberi wadah

terjalinnya kerjasama sivitas akademisi dengan dunia indusri dalam menghasilkan lulusan

pasar bebas Masyarakat Ekonomi ASEAN

Panitia seminar bersyukur dengan terlaksananya seminar nasional ini. Dukungan dari

berbagai pihak terutama dari Pertamina Hulu Energi (PHE) telah memberikan bantuan yang

juga berterimakasih kepada Bapak Rektor Unimal,

rekan dosen dan mahasiswa serta pihak PT. Pupuk Iskandar Muda

berikan dukungan yang besar untuk terlaksananya seminar ini. Terimakasih

juga kami ucapkan kepada para pemakalah baik dari dalam maupun dari luar

telah hadir dan menyumbangkan makalahnya pada seminar nasional ini.

panitia memohon maaf apabila dalam pelaksanaan seminar ini masih terdapat

kesilapan selama berlangsungnya acara.


M.Eng

ekan Fakultas Teknik, Pembantu

, Pemateri Utama Bapak Ir.

Bahruddin, MT, Rekan Dosen di

dan mahasiswa/mahasiswi yang

uji dan syukur kehadirat Allah SWT., dimana

Nya kita dapat hadir dan menyelenggarakan Seminar Nasional

6 ini merupakan seminar pertama

Penguatan Link and

antara institusi pendidikan dan dunia industri dalam rangka meningkatkan

nomi ASEAN”. Seminar

sekali ini untuk memberi wadah

menghasilkan lulusan

(MEA) yang telah

nar nasional ini. Dukungan dari

(PHE) telah memberikan bantuan yang

Rektor Unimal, Bapak Dekan

PT. Pupuk Iskandar Muda

terlaksananya seminar ini. Terimakasih

alam maupun dari luar Aceh yang

inar nasional ini. Akhirnya kami

terdapat kekurangan

SUSUNAN ACARA

SEMINAR NASIONAL TEKNIK KIMIA

UNIVERSITAS MALIKUSSALEH 2016

08.00-08.30 : Registrasi

08.30-10.10 : Pembukaan

- Pembacaan Al-Quran

- Tari Persembahan & Paduan Suara

- Kata Sambutan:

Ketua Panitia Seminar, Ketua Jurusan Teknik Kimia, Dekan

Fakultas Teknik, Rektor Universitas Malikussaleh

- Doa

- Coffe Break

10.10-11.35 : Pemateri Utama

- Ir. H. Musthofa (Komisaris Utama PT. Pupuk Iskandar Muda)

- Prof. Ir. Husni Husin (Teknik Kimia Universitas Syiah Kuala)

- Dr. Bahruddin, MT. (Teknik Kimia Universitas Riau)

11.35-11.45 : Sesi Photo Bersama

11.45-14.00 : Isoma

14.00-17.30 :Seminar Paralel

17.30-18.00 : Penutup

Lukman Hakim, Wusnah, Intan Marsalin


17 OKTOBER 2016

MK-01 Karakterisasi Material Campuran Sio2 Dan Getah Flamboyan 88

(Delonix Regia) Sebagai materialcoating Pencegah Korosi Pada Baja

(Agus Rochmat, Bima Purama Putra, Ela Nuryani, Marta Pramudita)

MK-02 Pengaruh Komposisi Campuran dan Waktu Tahan Reduksi Bijih 99

Besi Kabupaten Merangin Menggunakan Reduktor Batubara

(Soesaptri Oediyani, Susi Maya Sari)

MK-03 Pengaruh Suhu dan Waktu Reaksi Pada Pembuatan Kitosan Dari 118

Tulang Sotong (Sepia officinalis)

(Etty Centaury Siregar, Suryati, Lukman Hakim )

MK-04 Pembuatan Plazore Dari Plastik Bekas Dengan Media Minyak

Jelantah Dan Aplikasi Sebagai Perendam Bunyi 127

(Milawarni, Saifuddin)

MK-05 Uji Mekanik Komposit Berpenguat Serat Pandan Duri dan Resin 140

Polyester Dengan Variasi Komposisi Metoda Fraksi Berat

(Muhammad, Reza Putra )

MK-06 Pembuatan Lembar Hidrogel Dari Kitosan, Madu, gelatin, dan 150

kappa karagenan sebagai material pembalut luka

(Dhena Ria Barleany, Ifo Triyuni, M. Aryo bimantoro)

MK-07 Pengaruh perbedaan kepolaran pelarut pada Ekstraksi Resin dari 162

Buah Jernang (Dragon Blood) metode masearasi untuk penentuan

kualitas resin jernang sesuai SNI 1671:2010

(Saifuddin, Nahar dan Selvie Diana)

MK-08 Pengaruh Suhu Dan Konsentrasi Naoh Pada Pembuatan Kitosan 179

Dari Tulang Sotong (Sephia Officinalis)

(Hayati Putri Melati Ginting , Suryati, Meriatna)

MK-09 Analisa Pengujian Mekanis Komposit Serat Rami 192

(Edy Yusuf,Zulmiardi)

Material dan Komposit


17 OKTOBER 2016

MK-10 Efektifitas Proses Aop Berbasis H2O2 Dalam Menghilangkan 203

Warna Air Gambut Berdasarkan Parameter Konsentrasi Zat Organik

(Elfiana, Anwar Fuadi)

MK-11 Penguatan Sifat Mekanis Dan Biodegradability Pati Sagu Termoplastik 220

Termodifikasi (Modified Thermoplastic Starch) Dengan Penambahan

Kitosan Dan Pemlastis Gliserol

(Rozanna Dewi, Nasrun, Eddy Kurniawan, Maulita Rizki and Fatimah)

MK-12 Efektivitas Suhu Dan Waktu Distilasi Terhadap Komposisi Kimia 236

Asap Cair Dari Tempurung Kemiri

(Sulhatun, Nasrun, Cut Putri)

MK-13 Pemanfaatan Limbah Serat Ampas Tebu (Saccharum Officinarum) 251

Sebagai Bahan Baku Genteng Elastis

(Mis Ariska AJ Rambe, Fiqhi Fauzi,SitiKhanifa)

OPS-01 Analisa Profil Aliran Fluida Ammonia Cair Dalam Tubular 266

Reaktor Dengan Menggunakan Metode Computational

Fluid Dinamics (Cfd)

(Amiruddin, Azhari, Wusnah)

OPS-02 Optimasi Kondisi Operasi Pada Sistem Adsorpsi Besi (Fe2+

) 282

Menggunakan Kolom Fix Bed Secara Kontinyu

(Novi Sylvia, Fikri Hasfita, Meriatna , Fitriani, dan

Malasari Nasution )

OPS-03 Kendali Proses Grate Cooler Plant 8 Grate1, Pt. Indocement 293

Tunggal Prakarsa Tbk

(Heri Haryanto,Ahmad Taslim)

OPS-04 Analisa Distribusi Temperatur Alat Penukar Kalor Jenis 321

Shell And Tube Dengan Menggunakan Metode Computational

Fluid Dynamic (CFD)

(Lilis Hasibuan, Nasrul ZA, Wusnah)

Optimasi Proses dan Simulasi


17 OKTOBER 2016

OPS-05 Sintesis Membran Silika/Alumina Untuk Memisahkan Oksigen 331

Dari Udara Dengan Metode Sol-Gel

(Ratna Sari , Ratni Dewi , Muhammad Yunus , Zulfayani )

OPS-06 Kaji Eksperimental Film Evaporative Dan Humidifikasi 338

pada kolektor pelat datar

(Zulfikar, Muhammad, Teuku Hafli, Zulkarnein)

OPS-07 Analisa Pengaruh Jarak Antar Baffle Terhadap Perpindahan Panas 347

Pada Alat Penukar Kalor Jenis Shell And Tube Dengan Menggunakan

Metode Simulasi Computational Fluid Dynamic (Cfd)

(Muhammad Jayanta Bangun, Nasrul ZA, Azhari)

PP-01 Pengaruh Temperatur Lingkungan Terhadap Produksi biogas di 364

tpsa bagendung kota cilegon

(Caturwati, Agung Sudrajat, Heri Haryanto, Mekro Permana,

Aminullah M)

PP-02 Biosorpsi Logam Berat Kromium Heksavalen Menggunakan 372

Biomassa Tongkol Jagung Yang Teraktifasi Naoh

Pada Limbah Artifisial

(Cut Nur Fitriani, Meriatna, Fikri Hasfita)

PP-03 Penyisihan Zat Warna Methyl Violet Menggunakan 387

Kulit Kacang Tanah

(Fikri Hasfita, Lenni Maulinda, Riska Sabila)

PP-04 Efektifitas Elektroda Aluminium Untuk Penjernihan 398

Air Sumur Dengan Metode Elektrokoagulasi Sistem Kontinyu

(Suryati, Radhiah, Rachmawati)

PP-05 Kinetika Adsorpsi Pb(Ii) Dalam Air Sumur Tercemar 411

Menggunakan Sistem Kolom dengan Bioadsorben kulit kacang tanah

(Halim Zaini, Muhammad Sami)

Pengolahan Produk Pangan dan Pengolahan Limbah


17 OKTOBER 2016

PP-06 Klasifikasi Kematangan Buah Pepaya Menggunakan Ekstraksi warna 427

Dengan metodeK-Means Clustering

(Eliyani,M.Basyir,Siti Amra)

PP-07 Kinerja Membran Nanofiltrasi Dari Selulosa Asetat Dalam 441

Menurunkan Kadar Garam Pada Air Bersalinitas Menengah:

Tinjauan Terhadap Proses Pembuatan Membran

(Sofyana, Cut Meurah Rosnelly, Hisbullah)

282

OPTIMASI KONDISI OPERASI PADA SISTEM ADSORPSI BESI (Fe2+

)

MENGGUNAKAN KOLOM FIX BED SECARA KONTINYU

Novi Sylvia1*, Fikri Hasfita

1, Meriatna

1, Fitriani

1, dan Malasari Nasution

1

1Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Malikussaleh

*Korespondensi: e-mail: [email protected]

Abstrak

Air tanah sebagai salah satu sumber air baku biasanya memiliki kandungan

logam besi (Fe) yang relatif tinggi sehingga perlu diolah. Salah satu alternatif

pengolahan yang dapat dilakukan adalah adsorpsi. Salah satu material yang

dapat digunakan sebagai adsorben adalah karbon aktif. Sehubungan dengan itu

perlu dilakukannya penelitian optimasi penyisihan Fe air tanah menggunakan

karbon aktif sebagai adsorben dengan menggunakan Response Surface

Methodology berdasarkan desain. Response Surface Methodology merupakan

Pemodelan yang menetapkan hubungan secara matematis antara variabel proses

yang berinteraksi dan optimasi proses dalam menentukan nilai faktor respon

persen penjerapan (removal efficiency) maksimal. Tujuan penelitian ini adalah

menganalisis optimasi kondisi operasi kolom adsorpsi dalam menyerap logam

Fe (besi) air tanah. Penelitian dilakukan secara kontinyu dengan variasi tinggi

unggun adsorben 7,5; 10 dan 12,5 cm, waktu kontak 20; 40; dan 60 menit, dan

laju alir fluida 6, 10 dan 14 L/menit. Konsentrasi Fe diukur dengan

Spektrofotometer Serapan Atom (SSA). Hasil penelitian menunjukkan, kondisi

optimum penyisihan Fe pada larutan pada air tanah adalah pada tinggi unggun

11,36 cm, waktu kontak 55,67 menit dan laju alir 6 L/mnt dengan perolehan

persentase penjerapannya 95,598%.

Kata kunci: Adsorpsi, optimasi, air tanah, logam besi (Fe2+

) dan karbon aktif

1. Pendahuluan

Air merupakan salah satu sumber daya alam yang sangat berguna bagi

kehidupan. Kebutuhan air terutama air bersih makin meningkat sejalan dengan

perkembangan masyarakat dan teknologi. Perkembangan penduduk yang pesat

membutuhkan berbagai fasilitas antara lain air bersih. Sedangkan dengan

bertambahnya industri yang didirikan, bukan timbul pencemaran antara lain

berupa buangan limbah industri. Limbah merupakan buangan yang kehadirannya

283

pada suatu saat dan tempat tertentu tidak dikehendaki lingkungannya karena tidak

mempunyai nilai ekonomi. (Suhendrayatna, 2001).

Air tanah biasanya memiliki kandungan besi yang relatif tinggi. Kadar Fe

dalam jumlah sedikit diperlukan untuk pembentukan sel darah merah, tetapi jika

kadarnya terlalu besar dapat berdampak buruk bagi kesehatan manusia dan

lingkungan. Oleh karena itu pada beberapa sumber air tanah harus dilakukan

pengolahan terlebih dahulu sebelum digunakan. Salah satu pengolahan yang dapat

digunakan untuk menyisihkan logam Fe dalam air tanah adalah Adsorpsi (Nunik,

2013). Adsorpsi dilakukan dengan penambahan adsorben, karbon aktif atau

sejenisnya. Sistem pada adsorpsi dapat dibedakan menjadi dua macam yaitu

sistem batch dan sistem kontinyu (kolom) (Ivana et.al 2012).

Messaoudi et. al (2016) melakukan penelitian tentang biosorpsi Kongo

merah dalam fixed-bed kolom dari larutan menggunakan shell jujube. Variabel

proses bed depth (2, 4 dan 6 cm), flow rate (2,8, 4,5 dan 6,4 L / min), konsentrasi

influen CR (100, 200 dan 300 mg / L) dan ukuran partikel (50-100, 100-315, 315-

500 dan 500-1000 m). Kapasitas biosorpsi tertinggi (80,49 mg/ g) dari 100 mg / L

larutan CR dicapai pada laju alir 2,8 mL / menit, bed depth 4 cm dan JS ukuran

partikel 50-100 pM. Data yang diperoleh sesuai dengan model Thomas. Namun

demikian, tidak ada penelitian yang telah ditemukan dalam literatur untuk

optimasi adsorpsi zat besi dalam sistem kontinyu. Tujuan dari penelitian ini

adalah untuk mengoptimalkan kondisi adsorpsi besi dengan karbon aktif granular

dalam kolom fixed-bed menggunakan Response Surface Methodology (RSM).

Pengaruh variabel termasuk bed depth, waktu kontak dan flow rate terhadap hasil

adsorpsi diselidiki oleh tiga variabel-tiga-tingkat Box-Behnken Desain (BBD).

Model empiris yang berhubungan dengan variabel tanggap persen penjerapan

(removal efficiency) terhadap tiga variabel proses kemudian dikembangkan.

2. Bahan dan Metode

Sampel air sumur yang digunakan berasal dari sumur laboratorium teknik kimia

dengan kandungan logam Fe 0.169 mg/l, dengan pH 7.09. Sampel dianalisis untuk

mengetahui karakteristik awal sampel. Penelitian ini dilakukan dalam skala

284

laboratorium di Laboratorium Jurusan Teknik Kimia UNIMAL. Optimasi

adsorpsi menggunakan adsorben karbon aktif commercial dilakukan dengan cara

mengalirkan air sumur bor ke dalam kolom adsorpsi yang telah diisi adsorben

karbon aktif dengan menvariasikan tinggi unggun (bed depth) masing-masing 7,5

cm, 10 cm, 12,5 cm, waktu kontak 20 menit, 40 menit dan 60 menit serta laju alir

6, 10 dan 14 l/menit secara kontinyu seperti ditunjukkan pada gambar 1.

Kemudian dipelajari berbagai pengaruh yang terjadi terhadap persen

penjerapannya (removal Efficiency).

Gambar 1. Alat Adsorpsi yang digunakan

Variabel independen yang diteliti adalah Tinggi Unggun (X1; 7,5 cm, 10

cm, 12,5 cm), waktu adsorpsi (X2; 20 menit, 40 menit dan 60 menit) dan flow rate

(X3 mengalir; 6, 10 dan 14 l / min). Tujuan penelitian ini adalah untuk

memisahkan logam ion Fe dalam air tanah digunakan granular karbon aktif

dengan kolom fixed- bed sistem kontinyu. konsentrasi awal Fe (II) (C0) adalah

0,169 mg/L. Variabel dependen dianalisis adalah Persen Penjerapan Fe (Y1).

Level dan code yang diselidiki dalam penelitian ini disajikan pada Tabel 1,

kemudian data eksperimen dianalisis dengan RSM dengan bantuan software

Desain expert (Version 7.5, State-Ease Inc, Minneapolis, USA)

285

Tabel 1. Faktor dan level yang digunakan pada rancangan Box-Behnken.

FaktorLevel

-1 0 +1

- Laju Alir Fluida

(cm3/min)

6 10 14

- Tinggi Unggun (cm) 7,5 10 12,5

- Waktu Kontak (min) 20 40 60

3. Hasil dan Diskusi

Korelasi Variabel Tanggap Terhadap Variabel Independen

Sejumlah 17 run secara acak dilakukan untuk mengoptimalkan variabel

proses, seperti yang ditunjukkan pada Tabel 2 bersama-sama dengan hasil

eksperimen dan hasil simulasi dari variabel dependen. Data eksperimen dianalisis

dengan RSM dengan bantuan software Desain expert (Version 7.5, State-Ease Inc,

Minneapolis, USA) agar sesuai dengan orde kedua persamaan polinomial

persamaan 1:

3 32

1 1

k o i i ii i ij i j ji ji i

Y X X X Xβ β β β ε (1)

di mana Y adalah prediksi respon dan X1, X2, dan X3 dikodekan variabel

independen yang sesuai dengan tinggi bed depth, waktu adsorpsi dan flow

ratepada kolom adsorpsi yang digunakan Secara di mana sampel dialirkan pada

kolom adsorpsi yang mengandung karbon aktif. Konstanta !o, !i, !ii, dan !ij

adalah jangka linear, jangka kuadrat dan koefisien lintas jangka produk, masing-

masing. nilai-nilai kode yang terkait dengan nilai-nilai riil melalui Persamaan 2

disajikan di bawah ini.

oX XZX (2)

Hasil kalkulasi Design-Expert (Design-Expert, 2000) memberikan

estimasi koefisien regresi untuk masing-masing variabel tanggap. Pada tabel

tersebut ditunjukkan juga hasil perhitungan koefisien korelasi untuk setiap

286

hubungan variabel tanggap dengan variabel independen. Dengan menginspeksi

nilai-nilai koefisien korelasi, secara umum dapat dikatakan bahwa hubungan

antara variabel independen adsorpsi dengan variabel tanggap cukup kuat, dimana

R2

rata-rata > 0,8. Dari tabel korelasi, model empiris yang diperoleh untuk persen

penjerapan Fe (Y1) dengan persamaan 3 yang disusun berdasarkan korelasi

variabel tanggap terhadap variabel independen adsorpsi.

Y2 = � 6,97115 + 16,89349X1 + 0,52145X2 � 2,49630X3� 0,014793X1X2 +

0,32544X1X3 � 0,00739645X2X3 � 0,79290X1² - 0,00277367X2² � 0,078587X3²

........(3)

Dimana : X1 = tinggi unggun, X2= waktu kontak, X3 =laju alir, Y1= persentase

penjerapan Fe Pada persamaan 3, tanda positif menandakan pengaruh secara

sinergis sedangkan tanda negatif menandakan pengaruh secara antagonis. Nilai

koefisien determinasi (R2) persamaan 3 sebesar 0,9657. Hal ini menandakan

bahwa model orde dua sangat signifikan dan cukup layak untuk mewakili

hubungan antara variabel respon dengan variabel independen. Untuk

membuktikan kelayakan model orde satu dan orde dua ini perlu dilakukan analisa

lebih lanjut melalui analisa varian dan uji kelayakan model, yang ditunjukkan

tabel 2. Gambar 2 juga menujukkan distribusi ekperimen dan prediksi.

Tabel 2. Validasi hasil prediksi model terhadap data eksperimen

menggunakan adsorben karbon aktif untuk persentase ppenjeenjerapan

Fe

No

Tinggi

Unggun

Waktu

Kontak

Laju

Alir

% Penjerapan

Fe

%

Penyimpangan

(cm) (Menit) (L/mnt) Exp Pred

1 10 60 6 91,72 94,156 -2,661

2 12,5 20 10 92,31 92,307 0,001

287

3 12,5 40 14 89,35 91,789 -2,731

4 10 40 10 89,94 89,940 0,000

5 10 20 14 84,62 82,174 2,885

6 12,5 40 6 95,86 94,156 1,775

7 10 40 10 89,94 89,940 0,000

8 10 40 10 89,94 89,940 0,000

9 10 60 14 85,80 84,097 1,983

10 10 40 10 89,94 89,940 0,000

11 12,5 60 10 94,67 93,934 0,782

12 10 40 10 89,94 89,940 0,000

13 7,5 60 10 76,92 76,923 0,000

14 7,5 40 6 84,62 82,174 2,885

15 7,5 20 10 71,60 72,337 -1,033

16 10 20 6 88,17 89,867 -1,929

17 7,5 40 14 65,09 66,790 -2,613

Keterangan : X1= Tinggi unggun, X2= Waktu kontak, dan X3 = Laju alir

Tabel 3. menunjukkan hasil analisa varian model kuadratik persentase

penjerapan Fe. ANOVA untuk model kuadratik pada Tabel 3 terlihat variabel X1

dan X3 memiliki nilai probabiliti (Prob > F) lebih kecil dari 0,05. Hal ini

menunjukkan bahwa model kuadratik, variabel X1 = tinggi unggun, X3= laju alir

dan variabel kuadratik X12 berpengaruh secara nyata terhadap persentase

penjerapan Fe. Sebaliknya variabel X2 = waktu kontak, dan variabel interaksi

X1X2, X1X3 dan X2X3 serta variabel kuadratik X22 dan X32 terlihat tidak

288

signifikan. Hal ini menunjukkan bahwa secara statistik variabel-variabel ini hanya

memberikan pengaruh yang kecil terhadap persentase penjerapan Fe. Namun

variabel-variabel ini tetap disertakan di dalam model mengingat kemungkinan

variabel-variabel tersebut memberikan pengaruh yang berarti terhadap adsorpsi.

Gambar 2. Eksperimen � prediksi plot untuk respon Y1

Tabel 3. Analisis Of Varian (ANOVA) untuk persentase penjerapan Fe

FaktorSum

squaredf

Mean

squareValue

P Value

Prob

(p)> F

Keterangan

Model 1028,75 9 114,31 21,92 0,0003 Signifikan

X1 683,84 1 683,84 131,15 <0,0001 Signifikan

X2 19,30 1 19,30 3,70 0,0958 Tidak signifikan

X3 157,56 1 157,56 30,22 0,0009 Signifikan

X1X2 2,19 1 2,19 0,42 0,5378 Tidak signifikan



X12

103,40 1 103,40 19,83 0,0030 Signifikan

X22

5,18 1 5,18 0,99 0,3520 Tidak signifikan

Design-Expert® SoftwarePersentase penjerapan Fe

Color points by value ofPersentase penjerapan Fe:

95.858

65.089

Internally Studentized Residuals

Nor

mal

% P

roba

bilit

y

Normal Plot of Residuals

-2.14 -1.07 0.00 1.07 2.14

1

5

10

20

30

50

70

80

90

95

99

289

X32

6,66 1 6,66 1,28 0,2957 Tidak signifikan

Residual 36,50 7 5,21

Lackof

Fit36,50 3 12,17

Pure

Error0,000 4 0,000

Cor

Total1065,25 16

R2=0,9657; adj R

2= 0,9217; pred. R

2=0,4518; C.V = 2,64%; Adeq

Precision=15,626

Gambar 3. Contour plot kiri dan Grafik tanggap permukaan kanan

untuk Persentase penjerapan Fe (Y1) terhadap tinggi unggun dan waktu

kontak

Pada Gambar 3 terlihat grafik kontur dan grafik tanggap permukaan tiga

dimensi yang menggambarkan persentase penjerapan Fe dengan variasi tinggi

unggun dan laju alir. Kedua gambar tersebut menunjukkan bahwa grafik tanggap

permukaan dan contour plot mempunyai bentuk maksimum. Dari Gambar

Design-Expert® Software

Persentase penjerapan Fe

X1 = A: Tinggi unggun

B: Waktu kontak = 55.67

7.50 8.75 10.00 11.25 12.50

6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

Persentase penjerapan Fe

A: Tinggi unggun

C: L

aju

alir

72.1345

76.8272

81.5199

86.212790.9054

X1 = A: Tinggi unggun

B: Waktu kontak = 55.67

7.50

8.75

10.00

11.25

12.50 6.00

8.00

10.00

12.00

14.00

67

74.25

81.5

88.75

96

P

ers

en

tase

pe

nje

rap

an

Fe

A: Tinggi unggun C: Laju alir

290

tersebut dapat diketahui optimasi respon penjerapan Fe 95,598 yang berada

pada tinggi unggun 11,36 cm, waktu kontak 55,67 menit dan laju alir 6 L/mnt.

Berdasarkan teori semakin tinggi unggun maka semakin tingggi persentase

penjerapan Fe. Hal ini disebabkan karena tinggi unggun akan meperluas

permukaa kontak karbon aktif menjadi semakin besar sehingga penjerapan Fe

menjadi lebih baik. Laju alir berbanding terbalik dengan tinggi unggun, semakin

tinggi laju alir maka waktu kontak antara logam Fe semakin sedikit terjadi

sehingga persentase penjerapan Fe juga akan semakin rendah.

Pada awal proses, air baru dapat bergerak pada permukaan, akan tetapi

dengan bertambahnya waktu kontak seluruh pori akan terbasahi oleh air. Keadaan

ini akan mengakibatkan pembengkakan pori sehingga luas permukaan kontak

akan tersedia lebih baik Haryati dkk, 2011 .

Tabel 4. Analisa optimasi dengan batasan pada adsorpsi menggunakan adsorben

karbon aktif (Design Expert 7.1.5)

AlternatifX1 X2 X3

Kadar Fe

mg/L

%

penjerapan

Fe (%)

DF

1 11,36 55,67 6,00 0,0074390 95,5982 0,996

2 11,37 55,53 6.00 0,0074392 95,5981 0,996

Dari hasil analisis seleksi pada Tabel 4, alternatif 1 memiliki nilai DF sebesar

0,996. Dari hasil optimasi ini diperoleh tinggi unggun = 11,36 cm, waktu kontak =

55,67 menit dan laju alir = 6 L/menit.

4. Simpulan

Dari penelitian ini dapat diambil beberapa kesimpulan:

1. Semakin tinggi unggun dan waktu kontak yang digunakan maka

logam Besi (Fe) yang teradsobsi oleh karbon aktif akan semakin

291

besar. Demikian sebaliknya semakin besar laju alir limbah maka

semakin kecil logam besi (Fe) yang terserap.

2. Kondisi optimum adsorpsi menggunakan karbon aktif pada kombinasi

variabel bebas yaitu tinggi unggun 11,36 cm, waktu kontak 55,67

menit dan laju alir 6 L/mnt.

5. Daftar Pustaka

Ali Qasim, Mohd. Zamri Abdullah, Lau Kok Keong, dan Suzana Yusup. (2014).

Computational Fluid Dynamics Simulation of CO2 Adsorption On Nanoporous

Activated Carbon: Effect of Feed Velocity. Journal of Applied Science and

Agriculture, 9(18): 163-169.

Design-Expert, Stat Ease, (2000), Version 7.0 Minneapolis, MN.

Derringer, G. dan Suich, R., (1980) Simultaneous optimization of several

response variables. J. Qual. Technol, 12: 214-219.

Erika Mulyana Gultom, M. Turmuzi Lubis. (2014). Aplikasi Karbon Aktif Dari

Cangkang Kelapa Sawit Dengan Aktivator H3PO4 Untuk Penjerapan Logam Berat

Cd Dan Pb. Jurnal Teknik Kimia USU, 3:1.

FLUENT, (2005), User Guide. Version 6.2.16, Fluent Incoparated.

Husin, H. dan Cut Meurah R., 2007, �Studi Kinetika Adsorpsi Larutan Logam

Timbal (Pb) Menggunakan Karbon Aktif Dari Batang Pisang�. Universitas Syiah

Kuala.

Juli Elmariza, Titin Anita Zaharah, Savante Arrneuz (2015). Optimasi Ukuran

Partikel, Massa, dan Waktu Kontak Karbon Aktif Berdasarkan Efektifitas

Adsorpsi !-Karoten Pada CPO. JKK, 4 (2): 21-25

Maya Sari, Ida Zahrina, Zultiniar (2012). Optimasi Kondisi proses (kecepatan

Pengadukan Dan Temperatur), Adsorpsi Logam Fe Dengan Zeolit. Laporan

Penelitian, Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik Universitas Riau,

Pekanbaru.

292

Nunik, Prabarini dan DG Okayadnya, (2013) Penyisihan Logam Besi (Fe) Pada

Air Sumur Dengan Karbon aktif Tempurung Kemiri. Jurnal Ilmiah Teknik

Lingkungan. 5 (2) : 33-41.

Sri Haryati, Endang Supraptiah dan Muhammad D.Bustan. (2011), �Pengujian

Performance Adsorben Serat Buah Mahkota Dewa (Phaleria marcocarpa (Scheff))

dan Clay Terhadap Larutan Yang Mengandung Logam Kromium, Journal of

Applied and Engineering Chemistry, Sriwijaya University, 1:18-23.

Suhendrayatna. (2001), �Bioremoval Logam Berat Dengan Menggunakan

Microorganisme : Suatu Kajian Kepustakaan�, Seminar Bioteknologi untuk

Indonesia Abad 21, Sinergy Forum-PPI Tokyo Institute of Technology.

Turkyilmaz, H., Kartal, T., dan Yildiz, S, Y. (2014), Optimization of lead

adsorption of mordenite by response surface methodology: characterization and

modification. Journal of Environmental Health Science & Engineering, 12:5

Vasanth kumar K, Ramamurthi V, Sivanesan S, (2005). Modeling the mechanism

involved during the sorption of methylene blue onto fly ash. J Colloid Interface

Sci. 284:14�21.

Widaningrum, Miskiyah dan Suismono. (2007). Bahaya Kontaminasi Logam

Berat Dalam Sayuran Dan Alternatif Pencegahan Cemarannya, Buletin Teknologi

Pascapanen Pertanian 3: 16-27.

Yuniawan Hidayat, dan Sentot Budi Raharjo, (Juli 2010), Optimasi Kapasitas

Adsorpsi Gliserol Pada !-Al2O3 DAN Efek Tegangan Permukaannya Terhadap

Daya Serap Adsorpsinya Sebagai Kajian Awal Pemisahan Gliserol Pada Limbah

Biodiesel. Jurnal EKOSAINS. 2(2):66-73.

Zahangir, Md, A., Muyibi S, A, Toramae, J. (2007). Statistical optimization of

adsorption processes for removal of 2,4- dichlorophenol by activated carbon

derived from oil palm empty fruit bunches. Journal of Environmental Sciences.

19 :674�6.

Ivana M. Savic, Stanisa T. Stojiljkovic, Ivan M. Savic, Sreten B. Stojanovic, KarlModer. (2012). Modeling and Optimization of Fe(III) Adsorption from Waterusing Bentonite Clay:Comparison of Central Composite Design and ArtificialNeural Network, Chem. Eng. Technol. 35, No. 11.

N.El. Messaoudi, M. El. Khomri, A. Dbik, S. Bentahar, A. Lacheraia, B. Bakiz,(2016). "Biosorption of Congo red in a fixed-bed column from aqueous solutionusing jujube shell: Experimental and mathematical modeling", Journal ofEnvironmental Chemical Engineering, 4 (4):3848�3855.

Documents

Prosiding Seminar Nasional TK-Unimal 2016-full paper.pdf-hal-1