PENGARUH KADAR AIR, DOSIS, DAN LAMA PENGENDAPAN KOAGULAN SERBUK BIJI KELOR SEBAGAI ALTERNATIF PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU SKRIPSI

Transkripsi

1 PENGARUH KADAR AIR, DOSIS, DAN LAMA PENGENDAPAN KOAGULAN SERBUK BIJI KELOR SEBAGAI ALTERNATIF PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU SKRIPSI Oleh SITI AMINAH DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA FEBRUARI 2014

2 PENGARUH KADAR AIR, DOSIS, DAN LAMA PENGENDAPAN KOAGULAN SERBUK BIJI KELOR SEBAGAI ALTERNATIF PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU SKRIPSI Oleh SITI AMINAH SKRIPSI INI DIAJUKAN UNTUK MELENGKAPI SEBAGIAN PERSYARATAN MENJADI SARJANA TEKNIK DEPARTEMEN TEKNIK KIMIA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA FEBRUARI 2014

3 PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI Saya menyatakan dengan sesungguhnya bahwa skripsi dengan judul : PENGARUH KADAR AIR, DOSIS, DAN LAMA PENGENDAPAN KOAGULAN SERBUK BIJI KELOR SEBAGAI ALTERNATIF PENGOLAHAN LIMBAH CAIR INDUSTRI TAHU dibuat untuk melengkapi sebagian persyaratan menjadi Sarjana Teknik pada Derpatemen Teknik Kimia Fakultas Teknik. Skripsi ini adalah hasil karya saya kecuali kutipan-kutipan yang telah saya sebutkan sumbernya. Demikian pernyataan ini diperbuat, apabila dikemudian hari terbukti bahwa karya ini bukan karya saya atau merupakan hasil jiplakan maka saya bersedia menerima sanksi sesuai dengan aturan yang berlaku.. Medan, Februari 2014 Siti Aminah NIM: i

4 ii

5 PRAKATA Puji syukur penulis ucapkan atas kehadirat Allah SWT atas limpahan rahmat, ridho dan karunia-nya sehingga skripsi ini dapat diselesaikan. Tulisan ini merupakan skripsi dengan judul Pengaruh Kadar Air, Dosis, dan Lama Pengendapan Koagulan Serbuk Biji Kelor Sebagai Alternatif Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu, berdasarkan hasil penelitian yang penulis lakukan di Departemen Teknik Kimia Fakultas Teknik. Skripsi ini merupakan salah satu syarat untuk mendapatkan gelar sarjana teknik. Hasil penelitian ini diharapkan dapat memberikan gambaran kepada dunia industri tahu tentang pemanfaatan serbuk biji kelor (moringa oleifera) sebagai koagulan alami yang dapat menjadi pengganti bahan kimia dalam upaya pengolahan limbah cair industri tahu sebelum dibuang ke aliran sungai (lingkungan). Sebagian dari data hasil penelitian ini telah terbit pada Jurnal Teknik Kimia USU, dengan judul Pengaruh Kadar Air, Dosis Dan Lama Pengendapan Koagulan Serbuk Biji Kelor Sebagai Alternatif Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu Selama melakukan penelitian sampai penulisan skripsi ini penulis banyak mendapatkan bantuan moril maupun materil dari berbagai pihak, untuk itu penulis mengucapkan terima kasih dan penghargaan yang sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Dr. Ir. M. Yusuf Ritonga, MT selaku Dosen Pembimbing yang telah banyak mengarahkan dam membimbing penulis dari pemillihan judul, selama penelitian, serta penulisan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih jauh dari sempurna oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini. Semoga skripsi ini memberikan manfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan. Medan, Februari 2014 Penulis Siti Aminah iii

6 DEDIKASI Rasa kagum dan hormat serta terima kasih yang sebesar-besarnya penulis ucapkan kepada orang tua tercinta, Bapak S. Karsati dan Ibu Ngatinem yang selalu ada bagi penulis, mendukung penulis selama melaksanakan studi juga dalam proses pengerjaan skripsi hingga selesainya skripsi ini. Penulis mendedikasikan skripsi ini kepada : 1. Kedua orang tua penulis Bapak S. Karsati dan Ibu Ngatinem 2. Keluarga besar penulis, Abang, kakak, dan adik penulis 3. Ayu Ridaniati Bangun dan Rudi Anas Hutahaean sebagai partner penulis 4. Sahabat-sahabat terbaik di Teknik Kimia khususnya, Novita indriani, Afiifah Radhiyatullah, Irma Suraya, Hari Tiarasti, Lina Rahmasari Ginting, Ranggita Dwi Nindya Affandi, Febri Lia Gultom, serta semua stambuk 2008 yang memberikan dukungan dan semangat kepada penulis. 5. Seluruh teman-teman, abang/kakak dan adik-adik yang turut memberikan bantuan kepada penulis dalam menyelesaikan skripsi ini. 6. Ibu Dr. Ir. Fatimah, MT selaku dosen penguji I yang telah memberikan saran dan masukan dalam penulisan skripsi ini. 7. Ibu. Ir. Netti Herlina, MT selaku dosen penguji II yang telah memberikan saran dan masukan dalam penulisan skripsi ini. 8. Bapak dan Ibu dosen Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, 9. Seluruh pegawai Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara iv

7 RIWAYAT HIDUP PENULIS Nama : Siti Aminah NIM : Tempat/tgl lahir : Barak Seng, 08 Juni 1990 Nama orang tua : Samin Karsati Alamat orang tua : Kampong Lima Puluh, Desa Tanjung Pasir, Kec. Kualuh Selatan, Kab. Labuhan Batu Utara Asal Sekolah SD Negeri N Bandar Gula Timur Tahun SMP Negeri 1 Bilah Barat Tahun SMA Swasta Pelita Aek Kanopan Beasiswa yang pernah diperoleh: Beasiswa Bantuan Mahasiswa (BBM) dari USU tahun Pengalaman Organisasi : 1. Sebagai Ketua Keputrian Covalen Study Grup Teknik Kimia periode 2010/ Sebagai anggota Hubungan Masyarakat Himpunan Mahasiswa Teknik Kimia (HIMATEK) periode 2011/ Sebagai Bendahara Umum Kesatuan Aksi Mahasiswa Muslim Indonesia (KAMMI) Teknik periode 2011/2012 Artikel yang telah dipublikasikan dalam jurnal : Ayu Ridaniati Bangun, Siti Aminah, Rudi Anas Hutahaean dan M. Yusuf Ritonga (2013) Pengaruh Kadar Air, Dosis Dan Lama Pengendapan Koagulan Serbuk Biji Kelor Sebagai Alternatif Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu Jurnal Teknik Kimia USU v

8 ABSTRAK Limbah cair industri tahu mengandung bahan-bahan organik yang sangat tinggi. Senyawa-senyawa organik di dalam limbah cair tersebut berupa protein, karbohidrat, lemak dan minyak. Berdasarkan hasil studi Balai Perindustrian Medan terhadap karakteristik air buangan industri tahu di Medan, diketahui bahwa limbah cair industri tahu rata-rata mengandung BOD (4583 mg/l), COD (7050 mg/l), TSS (4743 mg/l) dan minyak atau lemak (26 mg/l) dengan ph 6,1. Oleh sebab itu, limbah cair tersebut harus diolah terlebih dahulu sebelum dibuang ke lingkungan untuk mengurangi kandungan pencemar yang menyertai limbah tersebut. Salah satu koagulan alternatif yang dapat digunakan adalah serbuk biji kelor. Penelitian ini menggunakan serbuk biji kelor dengan kadar air 5 %, 7 %, 9 %. Variasi dosis koagulan yang digunakan 2000, 3000, 4000, 5000, 6000 dan 7000 mg/200 ml limbah cair tahu, lama pengendapan 50, 60, 70 dan 80 menit serta ukuran koagulan 70 mesh dengan ph awal adalah 4. Kondisi optimum proses koagulasi flokulasi diperoleh pada waktu pengendapan 60 menit dengan penurunan turbiditas 82,29 %, TSS 96,77 % dan COD 62,8 % pada dosis koagulan 4000 mg/200 ml dan ukuran partikel koagulan 70 mesh. karena persentase penurunan turbiditas, TSS dan COD yang diperoleh diatas 50%, maka dapat disimpulkan bahwa serbuk biji kelor dapat digunakan sebagai koagulan yang efektif pada alternatif pengolahan limbah cair industri tahu Kata Kunci : COD, Kelor, Tahu, TSS vi

9 ABSTRACT Liquid waste industrial of soyabean contain very high organic materials. Organic compounds in the effluent are proteins, carbohydrates, fats and oils. Based on the results of field studies on Industry Hall of liquid waste industrial characteristics of soyabean in Medan, it is known that liquid waste industrial of soyabean contain average BOD (4583 mg/l), COD (7050 mg/l), TSS (4743 mg/l ) and oil or fat (26 mg/l ) at ph 6.1. Therefore, the soyabean waste water must be treated before it is discharged into the environment to reduce the contaminants that accompany the waste. One alternative that can be used as a coagulant is moringa seed powder. This study used of moringa seed powder with a water content of 5 %, 7 %, 9 %. Variations of coagulant dosage which are used 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, and 7000 mg/200 ml liquid waste industrial of soyabean, settling time are 50, 60, 70 and 80 minutes, and coagulant particle size is 70 mesh with the initial ph about 4. Optimum condition for coagulation and floculation process are at settling time 60 minutes, that the decrease of turbidity 82,29 %, TSS 96,77 %, and COD 62,80 %, at dose 5000 mg/200 ml wastewater and coagulant particle size 70 mesh,, Because the decrease of turbidity, TSS and COD more than 50 % so it conclude that moringa oleifera seeds powder can be used as an effective coagulant as an soyabean wastewater treatment alternative. Keywords: COD, Moringa, Soyabean, TSS vii

10 DAFTAR ISI PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI... i PENGESAHAN... ii PRAKATA... iii DEDIKASI... v RIWAYAT HIDUP PENULIS... vi ABSTRAK... vii ABSTRACT... viii DAFTAR ISI... ix DAFTAR GAMBAR... xii DAFTAR TABEL... xiv DAFTAR SINGKATAN... xvi BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Tujuan Penelitian Manfaat Penelitian Ruang Lingkup Penelitian... 3 BAB II TINJAUAN PUSTAKA Industri Tahu Proses Pembuatan Tahu Limbah Cair Industri Tahu Karaketristik Limbah Cair Industri Tahu Kekeruhan (Turbidity) Padatan Total (TSS) Chemical Oxygen Demand (COD) Kadar Air Proses Koagulasi/Flokulasi Koagulasi Flokulasi viii

11 2.6.3 Jar Test Karakteristik Biji Kelor Sebagai Koagulan Potensi Ekonomi Koagulan Serbuk Biji Kelor BAB III METODOLOGI PENELITIAN Lokasi Penelitian Bahan dan Peralatan Bahan-bahan Bahan Baku Bahan Koagulan Bahan Kimia Alat Prosedur Penelitian Prosedur Perlakuan Pengambilan Sampel Prosedur Perlakuan Biji Kelor Prosedur Perlakuan Biji Kelor untuk Menentukan Kadar Air Prosedur Pengaruh Kadar Air, Dosis, dan Lama Pengendapan Koagulan Serbuk Biji Kelor terhadap Persentase Penurunan Turbiditas, TSS, dan COD Prosedur Pengukuran Turbiditas Prosedur Pengukuran Total Solid Suspended (TSS) Prosedur Pengukuran Chemical Oxygen Demand (COD) Flowchart Penelitian Perlakuan Pengambilan Sampel Perlakuan Biji Kelor Perlakuan Biji Kelor untuk Menentukan Kadar Air Pengaruh Kadar Air, Dosis, dan Lama Pengendapan Koagulan Serbuk Biji Kelor terhadap Persentase Penurunan Turbiditas, TSS, dan COD Pengukuran Total Solid Suspended (TSS) Pengukuran Chemical Oxygen Demand (COD) ix

12 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN Pengaruh Dosis Koagulan Serbuk Biji Kelor Untuk Penurunan Kadar Air 5 % dengan Ukuran 70 Mesh terhadap Penurunan Turbiditas Limbah Cair Industri Tahu Pengaruh Dosis Koagulan Serbuk Biji Kelor Untuk Penurunan Kadar Air 7 % dengan Ukuran 70 Mesh terhadap Penurunan Turbiditas Limbah Cair Industri Tahu Pengaruh Dosis Koagulan Serbuk Biji Kelor Untuk Penurunan Kadar Air 9 % dengan Ukuran 70 Mesh terhadap Penurunan Turbiditas Limbah Cair Industri Tahu Pengaruh Dosis Koagulan Serbuk Biji Kelor Untuk Penurunan Kadar Air 5 % dengan Ukuran 70 Mesh terhadap Persentase Penurunan TSS Limbah Cair Industri Tahu Pengaruh Dosis Koagulan Serbuk Biji Kelor Untuk Penurunan Kadar Air 7 % dengan Ukuran 70 Mesh terhadap Persentase Penurunan TSS Limbah Cair Industri Tahu Pengaruh Dosis Koagulan Serbuk Biji Kelor Untuk Penurunan Kadar Air 9 % dengan Ukuran 70 Mesh terhadap Persentase Penurunan TSS Limbah Cair Industri Tahu Pengaruh Dosis Koagulan Serbuk Biji Kelor Untuk Penurunan Kadar Air 5 % dengan Ukuran 70 mesh terhadap Persentase Penurunan COD Limbah Cair Industri Tahu Pengaruh Dosis Koagulan Serbuk Biji Kelor Untuk Penurunan Kadar Air 7 % dengan Ukuran 70 mesh terhadap Persentase Penurunan COD Limbah Cair Industri Tahu Pengaruh Dosis Koagulan Serbuk Biji Kelor Untuk Penurunan Kadar Air 9 % dengan Ukuran 70 mesh terhadap Persentase Penurunan COD Limbah Cair Industri Tahu KESIMPULAN DAN SARAN Kesimpulan Saran x

13 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xi

14 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Skema Proses Pembuatan Tahu... 5 Gambar 2.2 Diagram Neraca Massa Proses Pembuatan Tahu... 6 Gambar 2.3 Skema Pembagian Zat Padat Gambar 2.4 Peralatan Jar Test Gambar 2.5 Tanaman Kelor (Moringa Oleifera) Gambar 2.6 Struktur Zat Aktif 4-alfa-4-rhamnosyloxy-benzil-isothiocyanate Gambar 2.7 Struktur Asam Amino Glutamat Gambar 3.1 Biji Kelor sesudah Dikupas Kulitnya Gambar 3.2 Flowchart Perlakuan Pengambilan Sampel Gambar 3.3 Flowchart Perlakuan Biji Kelor Gambar 3.4 Flowchart Perlakuan Biji Kelor untuk Kadar Air 9 % dan Dosis 2000 mg Gambar 3.5 Flowchart Pengaruh Kadar Air, Dosis, dan Lama Pengendapan Koagulan Serbuk Biji Kelor terhadap Persentase Penurunan Turbiditas, TSS, dan COD sebagai Alternatif Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu Gambar 3.6 Flowchart Pengukuran TSS Gambar 3.7 Flowchart Pengukuran COD Gambar 4.1 Grafik Hubungan Dosis Koagulan Serbuk Biji Kelor Untuk Penurunan Kadar Air 5 % dengan Ukuran 70 Mesh terhadap Penurunan Turbiditas Limbah Cair Industri Tahu Gambar 4.2 Grafik Hubungan Dosis Koagulan Serbuk Biji Kelor Untuk Penurunan Kadar Air 7 % dengan Ukuran 70 Mesh terhadap Penurunan Turbiditas Limbah Cair Industri Tahu Gambar 4.3 Grafik Hubungan Dosis Koagulan Serbuk Biji Kelor Untuk Penurunan Kadar Air 9 % dengan Ukuran 70 Mesh terhadap Penurunan Turbiditas Limbah Cair Industri Tahu Gambar 4.4 Grafik Hubungan Dosis Koagulan Serbuk Biji Kelor Untuk Penurunan Kadar Air 5 % dengan Ukuran 70 Mesh terhadap Penurunan TSS Limbah Cair Industri Tahu xii

15 Gambar 4.5 Grafik Hubungan Dosis Koagulan Serbuk Biji Kelor Untuk Penurunan Kadar Air 7 % dengan Ukuran 70 Mesh terhadap Penurunan TSS Limbah Cair Industri Tahu Gambar 4.6 Grafik Hubungan Dosis Koagulan Serbuk Biji Kelor Untuk Penurunan Kadar Air 9 % dengan Ukuran 70 Mesh terhadap Penurunan TSS Limbah Cair Industri Tahu Gambar 4.7 Grafik Hubungan Dosis Koagulan Serbuk Biji Kelor Untuk Penurunan Kadar Air 5 % dengan Ukuran 70 mesh terhadap Persentase Penurunan COD Limbah Cair Industri Tahu Gambar 4.8 Grafik Hubungan Dosis Koagulan Serbuk Biji Kelor Untuk Penurunan Kadar Air 7 % dengan Ukuran 70 mesh terhadap Persentase Penurunan COD Limbah Cair Industri Tahu Gambar 4.9 Grafik Hubungan Dosis Koagulan Serbuk Biji Kelor Untuk Penurunan Kadar Air 9 % dengan Ukuran 70 mesh terhadap Persentase Penurunan COD Limbah Cair Industri Tahu Gambar L.3.1 Biji Kelor Sebelum Dikupas Kuiltnya Gambar L.3.2 Biji Kelor Setelah Dikupas Kuiltnya Gambar L.3.3 Biji Kelor Setelah Diblender Gambar L.3.4 Biji Kelor Setelah Dikeringkan Gambar L.3.5 Biji Kelor Ketika Diayak Gambar L.3.6 Limbah Cair Industri Tahu Gambar L.3.7 Limbah Cair Industri Tahu dengan Pengadukan Cepat Gambar L.3.8 Limbah Cair Industri Tahu dengan Pengadukan Lambat Gambar L.3.9 Limbah Cair Industri Tahu Ketika Diendapkan Gambar L.3.10 Surat Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Tentang Baku Mutu Limba Cair Industri Tahu xiii

16 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Perkiraan Kebutuhan Air pada Pengolahan Tahu per 3 kg Kedelai... 7 Tabel 2.2 Daftar Komposisi Tahu per 100 Gram Tahu... 8 Tabel 2.3 Komposisi Kimia Limba Cair Tahu... 8 Tabel 2.4 Baku Mutu Air Limbah Industri Tahu Tabel 2.5 Unsur Unsur Yang Terkandung Per 100 Gra Biji Kelor Kering Tabel 2.6 Kandungan Biji Kelor Tabel 2.7 Data Data Produksi, Impor, Ekspor dan Kebutuhan Kedelai di Indonesia Tabel 2.8 Biaya Operasional Penelitian Tabel 4.1 Data Awal Limbah Cair Industri Tahu Tabel 4.2 Data Pengukuran Penurunan Turbiditas Limbah Industri Tahu Terhadap Lama Pengendapan Untuk Penurunan Kadar Air 5 % Tabel 4.3 Data Pengukuran Penurunan Turbiditas Limbah Industri Tahu Terhadap Lama Pengendapan Untuk Penurunan Kadar Air 7 % Tabel 4.4 Data Pengukuran Penurunan Turbiditas Limbah Industri Tahu Terhadap Lama Pengendapan Untuk Penurunan Kadar Air 9 % Tabel 4.5 Data Pengukuran Penurunan TSS Limbah Industri Tahu Terhadap Lama Pengendapan Untuk Penurunan Kadar Air 5 % Tabel 4.6 Data Pengukuran Penurunan TSS Limbah Industri Tahu Terhadap Lama Pengendapan Untuk Penurunan Kadar Air 7 % Tabel 4.7 Data Pengukuran Penurunan TSS Limbah Industri Tahu Terhadap Lama Pengendapan Untuk Penurunan Kadar Air 9 % Tabel 4.8 Data Pengukuran Penurunan COD Limbah Industri Tahu Terhadap Lama Pengendapan Untuk Penurunan Kadar Air 5 % Tabel 4.9 Data Pengukuran Penurunan COD Limbah Industri Tahu Terhadap Lama Pengendapan Untuk Penurunan Kadar Air 7 % Tabel 4.10 Data Pengukuran Penurunan COD Limbah Industri Tahu Terhadap Lama Pengendapan Untuk Penurunan Kadar Air 9 % Tabel L.1.1 Data Penentuan Awal Limbah Cair Industri Tahu xiv

17 Tabel L.1.2 Data Penentuan Kadar Air Awal Serbuk Biji Kelor Tabel L.1.3 Data Penentuan Penentuan Penurunan Kadar Air Serbuk Biji Kelor Tabel L.2.1 Surat Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Tentang Baku Mutu Limbah Cair Industri Tahu xv

18 DAFTAR SINGKATAN COD TSS Chemical Oxygen Demand Total Solid Suspended xvi