BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG Tanaman jagung (Zea Mays) merupakan salah satu tanaman andalan Indonesia. Tanaman jagung merupakan bahan pangan di beberapa bagian wilayah di Indonesia. Selain itu, jagung juga merupakan bahan utama untuk pakan ternak. Oleh karena kebutuhan terhadap jagung yang sangat tinggi, maka komoditi jagung ditanam diseluruh wilayah indonesia. Berdasarkan data (Badan Pusat Statistik) BPS, produktivitas jagung dalam kurun waktu 5 tahun mengalami peningkatan mulai dari 4,24 ton/ha di tahun 2009 menjadi 4,80 ton/ha di tahun 2013. Seiring produksi tanaman jagung meningkat, limbah produksi tanaman jagung juga akan meningkat. Tabel 1.1 Potensi Limbah Tanaman Jagung di Provinsi Sumatera Utara [2] Tahun Potensi (Ton) 2009 991.128 2010 1.099.288 2011 1.021.164 2012 972.392 2013 843.076 Pada tabel 1.1 diatas menjelaskan potensi limbah tanaman jagung di provinsi sumatera utara pada tahun 2009 sampai tahun 2013. Potensi rata - rata limbah tanaman jagung di Sumatera utara pada tahun 2009 2013 sebesar 985.409,6 ton. Tabel 1.2 Proporsi Limbah Tanaman Jagung Dalam Kondisi Kering (% Berat Kering) [2] Limbah jagung Kadar air (%) Proporsi Protein kasar limbah (%) (% BK) Palabilitas Batang 70 75 50 3,7 Rendah Daun 20 25 20 7,0 Tinggi Tongkol 50 55 20 2,8 Rendah Kulit Jagung 45 50 10 2,8 Tinggi Pada tabel 1.2 diatas menjelaskan proporsi limbah tanaman jagung yang terbagi atas batang, daun, tongkol dan kulit dalam kondisi kering (% berat kering). Batang jagung memiliki persentase proporsi limbah paling besar yaitu 50% dibandingkan bagian bagian jagung yang lain. Tongkol jagung, kulit ari jagung, 1
daun jagung dan batang jagung adalah sisa-sisa pertanian jagung yang berlimpah, tetapi kebanyakan terbuang sia-sia. Pemanfaatan limbah tanaman jagung telah banyak diterapkan oleh masyarakat Indonesia, terutama di kalangan petani dan peternak. Bentuk pemanfaatannya adalah sebagai bahan pakan ternak, baik dalam kondisi segar maupun dalam keadaan kering [2]. Selain itu, Limbah batang jagung dapat juga dimanfaatkan sebagai adsorben yang bagus dan mempunyai nilai jual yang lebih tinggi [4]. Untuk konsentrasi ion logam yang rendah, proses adsorpsi merupakan metode yang direkomendasikan untuk removal ion logam tersebut [5]. Adsorpsi adalah proses fisik atau kimia dimana senyawa berakumulasi di permukaan (interface) antar dua fase. Interface merupakan suatu lapisan yang homogen antara dua permukaan yang saling berkontak. Substansi yang diserap disebut adsorbat sedangkan material yang berfungsi sebagai penyerap disebut adsorben [6]. Tabel 1.3 Beberapa Penelitian Yang Berhubungan Dengan Adsorpsi No Peneliti Judul dan Variabel Hasil Penelitian 1. Vafakhah, et al [3] 2014 Removal of copper ions from electroplating effluent solutions with native corn cob and corn stalk and chemically modified corn stalk. Kemampuan penyerapan tongkol jagung lebih besar dari batang jagung dan batang jagung termodifikasi memiliki kemampuan menyerap lebih tinggi daripada batang dan tongkol jagung tanpa 2. Chen, et al [7] 2011 3. Bellu, et al [8] 2008 Preparation and characteristics of anion exchanger from corn stalks. Removal of Chromium(VI) and Chromium(III) from Aqueous Solution modifikasi. Persentase penghilangan Cr(VI) meningkat dari 80,9% menjadi 94,6% sebagaimana dosis Raw Material Corn Stalks (RCS) naik dari 1,5 g menjadi 3 g. Cr(III) removal yield increased up to 52% at ph 4.6 2
Tabel 1.3 Beberapa Penelitian Yang Berhubungan Dengan Adsorpsi (Sambungan) by Grain less Stalk of Corn. 4. Zheng, et al [25] 2009 5 Miao, Yawen dan Guilan zhang [26] 2011 6 Amegrissi, et al [27] 2013 Equilibrium and kinetics studies of adsorption of Cd(II) from aqueous solution using modified corn stalk Study about Characteristics of FTIR and XRD for Corn Stalk Surface with KH-560 Treatment Heavy Metal Uptake by Agro based Waste Materials 1. ph 7.0 was the optimal ph of removal of Cd(II) ion. 2. The Langmuir model provides a better fit to the equilibrium data than the Freundlich model, showing a maximum uptake of 12.73mg/g the optimum mass fraction of silane coupling agent KH-560 was 3%, the corn stalk surface free energy was improved 1. Kapasitas adsorpsi saat setimbang 0,375 mg/g 2. ph optimum sekitar 2-2,5 Atas dasar potensi batang jagung tersebut, maka penulis ingin memanfaatkan batang jagung sebagai adsorben. Sehingga dapat meningkatkan nilai ekonomis dari batang jagung yang merupakan limbah menjadi bahan baku yang sangat berpotensi yang digunakan sebagai adsorben pada pengolahan limbah-limbah industri. Dalam studi ini, ion logam yang terlarut dalam air (liquid phase) akan digunakan untuk menguji kemampuan adsorpsi dari batang jagung tersebut. 1.2 PERUMUSAN MASALAH Hal-hal yang mempengaruhi adsorpsi ion logam oleh batang jagung akan dipelajari dengan variabel perbedaan bentuk batang jagung yaitu dalam bentuk lingkaran penuh, setengah lingkaran, ¼ lingkaran 50 mesh dan 70 mesh untuk mendapatkan kemampuan daya serap optimumnya dengan konsentrasi Fe 2+ yaitu ion logam pengkontaminasi 50 ppm [3]. 3
1.3 TUJUAN PENELITIAN Adapun tujuan dari penelitian ini adalah : Mengetahui kemampuan batang jagung dengan variasi bentuk dalam menyerap ion logam besi (Fe 2+ ) pada larutan dengan ph 4,5. 1.4 MANFAAT PENELITIAN 1. Penelitian ini diharapkan dapat diaplikasikan sebagai adsorben yang dapat menyerap ion-ion logam yang terkandung pada limbah-limbah industri. 2. Memberikan informasi mengenai manfaat batang jagung yang biasanya terbuang begitu saja. 1.5 RUANG LINGKUP PENELITIAN Adapun ruang lingkup dari penelitian ini adalah : 1. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Laboratorium Proses Industri Kimia, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara, Medan serta Laboratorium Penelitian, Fakultas Farmasi,, Medan. 2. Penelitian ini terdiri dari dua tahap: perlakuan bahan baku dan adsorpsi. 3. Bahan baku utama yang digunakan adalah batang jagung yang diperoleh dari kebun warga pasar 1 Padang Bulan Kota Medan, dan Larutan ion logam Fe (besi) diperoleh dari Laboratorium Penelitian, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Medan. Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah cutter, neraca analitis, ph meter, stirrer, termometer, beaker glass, oven, cawan dan alat uji AAS (Atomic Adsorption Spectroscopy). 4. Variabel variable pada penelitian ini adalah sebagai berikut : Proses ini dilakukan dengan memvariasikan : 1) Variabel berubah : Bentuk batang jagung a) Bentuk lingkaran penuh b) Bentuk setengah lingkaran c) Bentuk ¼ lingkaran d) Bentuk serbuk 50 mesh 4
e) Bentuk serbuk 70 mesh [3] 2) Variabel tetap : a) Ketebalan batang jagung : ±5 mm b) ph : 4,5 [3] c) Kecepatan pengadukan : 220 rpm [3] d) Lama pengadukan : 2 jam [3] e) Konsentrasi Larutan : 50 ppm f) Suhu : 25 C (298 K) g) Volume larutan : 100 ml [3] 5. Analisa yang dilakukan : a. Analisa Scanning Electron Microscope (SEM) b. Analisa Atomic Adsorption Spectroscopy (AAS) 5