PEMBUATAN KARBON AKTIF DARI KULIT DURIAN SEBAGAI ADSORBEN ZAT WARNA DARI LIMBAH CAIR TENUN SONGKET DENGAN AKTIVATOR KOH Dibuat Sebagai Persyaratan Untuk Menyelesaikan Pendidikan Diploma III Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya Oleh : Canna Suprianofa 0613 3040 1009 POLITEKNIK NEGERI SRIWIJAYA PALEMBANG 2016
LEMBAR PENGESAHAN LAPORAN AKHIR PEMBUATAN KARBON AKTIF DARI KULIT DURIAN SEBAGAI ADSORBEN ZAT WARNA DARI LIMBAH CAIR TENUN SONGKET DENGAN AKTIVATOR KOH Oleh: Canna Suprianofa 0613 3040 1009 Pembimbing I, Palembang, Agustus 2016 Pembimbing II, Adi Syakdani, S.T., M.T. Ir. Elina Margaretty, M.Si NIP. 196904111992031001 NIP. 196203271990032001 Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Kimia Adi Syakdani, S.T., M.T. NIP. 196904111992031001 ii
Telah Diseminarkan di Hadapan Tim Penguji Di Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya Pada Tanggal 4 Agustus 2016 Tim Penguji Tanda Tangan 1. Indah Purnamasari, S.T., M.Eng. NIP. 198703272012122002 ( ) 2. Meilianti, S.T., M.T. NIP. 197509142005012002 ( ) 3. Ir. Hj. Erwana Dewi, M.Eng NIP. 196011141988112001 ( ) 4. Ir. Muhammad Taufik, M.Si NIP. 195810201991031001 ( ) Palembang, Agustus 2016 Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Kimia Adi Syakdani, S.T., M.T. NIP. 196904111992031001 iii
ABSTRAK PEMBUATAN KARBON AKTIF DARI KULIT DURIAN SEBAGAI ADSORBEN ZAT WARNA DARI LIMBAH CAIR TENUN SONGKET DENGAN AKTIVATOR KOH (Canna Suprianofa, 2016, 47 Halaman, 9 Tabel, 20 Gambar, 4 Lampiran) Pembuatan karbon aktif berbahan dasar kulit durian sebagai adsorben telah dilaksanakan selama 4 bulan. Tujuan penelitian ini adalah mengetahui pengaruh konsentrasi larutan KOH dalam aktivasi kimia terhadap karakteristik karbon aktif dan untuk aplikasinya sebagai adsorben zat warna limbah cair tenun songket. Kulit durian dibersihkan dan dipotong-potong, kemudian di panaskan didalam oven bersuhu 110⁰C selama 2 jam, lalu di karbonisasi pada suhu 500⁰C selama 2 jam. Arang hasil karbonisasi dilakukan pengecilan ukuran dan diayak hingga didapatkan ukuran 200 mesh. Proses aktivasi kimia arang kulit durian dilakukan dengan merendam arang dalam larutan KOH pada variasi konsentrasi 5%, 10%, 15%, 20%, 25% selama 24 jam. Karbon yang dihasilkan dicuci dengan aquadest hingga ph netral, setelah itu dianalisis kadar air, kadar abu, kemampuan penyerapan terhadap larutan iodin, daya adsorbsi karbon aktif terhadap zat warna. Kondisi optimum terhadap karakteristik karbon aktif kulit durian yang didapat dalam penelitian ini ialah pada aktivator KOH 20% dengan kadar air 1,228%, kadar abu 2,365%, daya serap iodine 875,679 mg/g, serta pada aplikasi serapan limbah tenun songket dengan konsentrasi zat warna setelah proses adsorbsi sebesar 6 ppm dan waktu kontak selama 45 menit. Kata Kunci : Karbon aktif, kulit durian, zat warna, limbah tenun songket, kalium hidroksida iv
ABSTRACT ACTIVATED CARBON FROM KING FRUIT SKIN AS DYES ADSORBENT OF TENUN SONGKET LIQUID WASTE WITH ACTIVATOR KOH (Canna Suprianofa, 2016, 47 Pages, 9 Tables, 20 Pictures, 4 Attachments) The making of the activated carbon from king fruit skins as an adsorbent has been done within 4 months. The purpose of this study was to determine the effect of the concentration of KOH solution in the activation of chemistry to the characteristics of product and to the application of activated carbon as dyes adsorbent of tenun songket liquid waste. The skin s cleaned, chopped and heated in the oven at 110⁰C within 2 hours and then carbonicated at 500⁰C within 2 hours. Activated carbon was produced by carbonication process result were downsizing and sieve to powder s size by 200 mesh. Chemical activation process of activated carbon from king fruit skins is done by soaking the activated carbon in various concentration of KOH solution at 5%, 10%, 15%, 20%, 25% for 24 hours. Carbon washed by aquadest until its netral, after that analizing the water content, ash content, absorption ability of the iodine solution, and activated carbon adsorption percentase of dyes. The best result of activated carbon from king fruis skins characteristics was obtain at this study using 20% KOH activators with 1,228% water content, 2,365% ash content, adsorptive capacity of iodium is 875,679 mg/g, 6 ppm concentrations of aplication adsorbsion of tenun songket liquid waste and time contact at 45 minutes. Key words: Activated carbon, king fruit skin s, dyes, tenun songket liquid waste, kalium hidroxide. v
Motto: Kebanggaan kita yang terbesar adalah bukan tidak pernah gagal, tetapi bangkit kembali setiap kali kita jatuh. (Confusius) Tidak perlu takut dengan tindakan yang tidak manusiawi dan diskriminasi, yang perlu ditakutkan adalah saat kita kehilangan kepercayaan diri untuk menghadapinya. (Canna Suprianofa) Ku persembahkan untuk : Kedua orangtuaku (Supriadi, S.H. dan Susi Delanofa, B.Sc) Belahan jiwaku Ketiga adikku tersayang (Daffa Febriano, Izzati Rikanofa, Affan Rezkiriano) Kedua pembimbingku (Pak Adi Syakdani dan Ibu Elina Margaretty) Sahabatku (Anggri Yossi Erlian) Teman seperjuangan Almamaterku vi
KATA PENGANTAR Puji dan Syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT, karena atas rahmat dan karunia-nya penulis dapat menyelesaikan dan menyusun Laporan Akhir dengan judul Pembuatan Karbon Aktif Dari Kulit Durian Sebagai Adsorben Zat Warna Dari Limbah Cair Tenun Songket Dengan Aktivator KOH. Laporan Akhir ini disusun untuk menyelesaikan pendidikan Diploma III pada Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang. Selama pelaksanaan dan penyusunan Laporan Akhir, penulis mendapatkan begitu banyak bantuan dari berbagai pihak. Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada yang terhormat: 1. Bapak Dr. Ing. Ahmad Taqwa, M.T., selaku Direktur Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang. 2. Bapak Carlos. R.S, S.T., M.T., selaku Pembantu Direktur I Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang. 3. Bapak Adi Syakdani, S.T., M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang sekaligus Pembimbing I Laporan Akhir. 4. Bapak Ahmad Zikri S.T, M.T., selaku Sekretaris Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang. 5. Ibu Elina Margaretty, M.Si., selaku pembimbing II Laporan Akhir. 6. Seluruh Dosen dan staff Politeknik Negeri Sriwijaya Palembang. 7. Ayah dan Ibu, Oma, Opa, saudaraku, serta seluruh keluarga dan kerabat yang selalu memberi dukungan baik moril dan materil serta do a yang tulus untuk keberhasilan penulis. 8. Tri Utami Putri dan Dara Cita Mammoria, yang telah banyak membantu sekaligus memberikan dukungan kepada penulis. 9. Seluruh teman-teman Politeknik Negeri Sriwijaya angkatan 2013 yang telah memberikan semangat dan membantu dalam melancarkan pengerjaan Laporan Akhir. vii
10. Beserta semua pihak yang telah ikut berpartisipasi membantu dalam penyelesaian laporan ini. Penulis menyadari bahwa laporan Akhir ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang membangun dari pembaca, yang tentunya akan mendorong penulis untuk berkarya lebih baik lagi pada kesempatan yang akan datang. Semoga uraian dalam laporan ini dapat bermanfaat bagi semua pihak. Palembang, Agustus 2016 Penulis viii
DAFTAR ISI Halaman HALAMAN JUDUL... vvi HALAMAN PENGESAHAN... viii HALAMAN PENGESAHAN TIM PENGUJI... iiiii ABSTRAK... iiv ABSTRACT... iiv MOTTO... ivi KATA PENGANTAR... ivii DAFTAR ISI... iiix DAFTAR TABEL... iixi DAFTAR GAMBAR... ixii DAFTAR LAMPIRAN... xiii BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang... 0 1 1.2 Tujuan Penelitian... 0 2 1.3 Manfaat Penelitian... 1 3 1.4 Rumusan Masalah... 13 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Karbon Aktif... 24 2.1.1 Bentuk Karbon Aktif... 24 2.1.2 Fungsi Karbon Aktif... 26 2.1.3 Sifat Karbon Aktif... 26 2.1.4 Struktur Fisika dan Kimia Karbon Aktif... 27 2.1.5 Faktor Daya Serap Karbon Aktif... 28 2.1.6 Proses Pembuatan Karbon Aktif... 29 2.1.7 Aplikasi Karbon Aktif... 14 2.1.8 Sumber-Sumber Karbon Aktif... 14 2.1.9 Penggunaan Karbon Aktif... 15 2.2 Kalium Hidroksida... 17 2.3 Adsorbsi... 18 2.3.1 Pengertian Adsorbsi... 18 2.3.2 Mekanisme Adsorbsi... 19 2.3.3 Jenis Adsorbsi... 21 2.3.4 Faktor yang Mempengaruhi Adsorbsi... 22 2.3.5 Aplikasi Adsorbsi... 24 2.4 Adsorben... 24 2.5 Kulit Durian... 25 2.6 Zat Warna Songket... 27 2.6.1 Zat Warna Xanthene Dyes... 29 2.6.2 Limbah Zat Warna Songket di Palembang... 31 ix
BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 Waktu dan Tempat... 34 3.2 Alat dan Bahan... 34 3.3 Perlakuan dan Rancangan Penelitian... 34 3.3.1 Perlakuan Penelitiam... 34 3.3.2 Rancangan Penelitian... 35 3.4 Pengamatan... 37 3.5 Prosedur Penelitian... 39 BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 4.1 Hasil Penelitian... 41 4.1.1 Pembuatan Karbon Aktif... 41 4.1.2 Analisis Karakteristik Kualitas Karbon Aktif... 41 4.1.3 Adsorbsi Zat Warna dari Limbah Cair Tenun Songket dengan Karbon Aktif Kulit Durian... 42 4.2 Pembahasan... 42 4.2.1 Analisis Kadar Air Karbon Aktif Kulit Durian... 42 4.2.2 Analisis Kadar Abu Karbon Aktif Kulit Durian... 43 4.2.3 Analisis Daya Serap Karbon Aktif Kulit Durian Terhadap Larutan Iodine... 44 4.2.4 Adsorbsi Zat Warna Limbah Tenun Songket... 45 BAB V KESIMPULAN DAN SARAN... 47 DAFTAR PUSTAKA... 48 LAMPIRAN... 50 x
DAFTAR TABEL Tabel Halaman 1. Syarat Mutu Karbon Aktif ( SNI. 06-3730-1995 )... 027 2. Aplikasi Penggunaan Karbon Aktif dalam Industri... 014 3. Sifat Fisika dan Kimia KOH... 018 4. Perbedaan Adsorbsi Fisika dan Kimia... 022 5. Hasil Analisis Karakteristik Kualitas Karbon Aktif... 041 6. Hasil Adsorbsi Limbah Zat Warna Setelah dilakukan Pengontakan Dengan karbon Aktif Kulit Durian... 42 7. Data Pengamatan Analisa Kadar Air... 050 8. Data Pengamatan Analisa Kadar Abu... 51 9. Data Pengamatan Daya Serap Terhadap Larutan Iodine... 0 52 xi
DAFTAR GAMBAR Gambar Halaman 1. Karbon Aktif Bentuk Serbuk... 004 2. Karbon Aktif Bentuk Granular... 005 3. Karbon Aktif Bentuk Pellet... 015 4. Struktur Fisika Karbon Aktif... 017 5. Struktur Fisika Karbon Aktif... 038 6. Kalium Hidroksida... 017 7. Mekanisme Adsorbsi... 020 8. Limbah Kulit Durian... 027 9. Tumbuhan penghasil zat pewarna alam... 28 10. Contoh Zat Pewarna Sintesis... 29 11. Fluorescein... 30 12. Sintesis dari Fluorescein... 30 13. Sintesis dari Rhodamin B... 31 14. Sungai Tercemar Limbah Zat Warna... 32 15. Diagram Alir Pembuatan Karbon Aktif Kulit Durian... 35 16. Diagram Alir Proses Adsorbsi Limbah Cair Tenun Songket... 36 17. Grafik Analisis Kadar Air Karbon Aktif Kulit Durian... 42 18. Grafik Analisis Kadar Abu Karbon Aktif Kulit Durian... 43 19. Grafik Analisis Daya Serap Iodine Karbon Aktif Kulit Durian... 44 20. Grafik Pengaruh Konsentrasi Aktivator Karbon Aktif Terhadap Konsentrasi Limbah Zat Warna... 45 21. Tahap Preparasi Sampel... 64 22. Proses Karbonisasi... 64 23. Proses Grinding... 64 24. Proses Sieving... 65 25. Proses Aktivasi dan Pencucian Karbon Aktif... 65 26. Karbon Aktif Kulit Durian Aktivator KOH 20%... 65 27. Proses Analisa Karbon Aktif... 66 28. Limbah Zat Warna Tenun Songket... 66 29. Hasil Adsorbsi (KOH 5%)... 66 30. Hasil Adsorbsi (KOH 10%)... 67 31. Hasil Adsorbsi (KOH 15%)... 67 32. Hasil Adsorbsi (KOH 20%)... 67 33. Hasil Adsorbsi (KOH 25%)... 68 xii
DAFTAR LAMPIRAN Lampiran Halaman I Data Pengamatan... 050 II Perhitungan... 53 III Gambar... 64 IV Surat-Surat... 69 xiii