14 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Kesadahan air merupakan masalah utama yang harus dihilangkan dalam proses pengolahan air industri. pengolahan air industri yang banyak dilakukan yaitu untuk proses menghasilkan uap air atau steam. Air yang digunakan biasanya berasal dari air tanah, dimana air tanah mengandung padatan terlarut yang tinggi. Magnesium dan kalsium merupakan padatan yang mendominasi dari air sumur. Kelarutan Magnesium dan Kalsium dalam air berbanding terbalik dengan temperatur, dimana semakin tinggi temperatur maka semakin tidak larut mineral penyebab kesadahan dalam air. Masalah yang ditimbulkan dari tingginya kadar kesadahan dalam air antara lain terjadinya pembentukan kerak pada sistem perpipaan boiler yang berakibat proses perpindahan panas kurang baik, overheating dan dapat menyebabkan pipa dan tungku boiler pecah. (PT. Lonsum, 2008) Berbagai metode telah diaplikasikan untuk mengurangi kadar Kalsium dan Magnesium sebagai pembentuk kesadahan, antara lain: Presipitasi dengan bahan kimia seperti Natrium Karbonat. Dengan penambahan Natrium Karbonat maka air sadah tetap yang terbentuk dari garam Klorida dan Sulfat akan dapat terendapkan menjadi kalsium karbonat. Kalsium akan mengendap sebagai Kalsium Karbonat. Sifat dari proses pelunakan dengan cara ini cepat (1 sampai 2 jam) dapat bersamaan dengan flokulasi, cara sederhana, efesiensi cukup tinggi, dan harga murah, namun memiliki kekurangan yaitu penambahan bahan kimia yang banyak dapat merusak ekosistem lingkungan hidup. Metode lain yang digunakan yaitu dengan proses penukar ion, media yang digunakan yaitu resin. Pada saat proses pelunakan air sadah dengan resin penukar ion, maka ion yang terlarut dalam air akan teresap kedalam resin, dan resin akan melepaskan ion lain dalam kesetaraan ekivalen. Sifat dari proses ini sangat cepat
15 dan tidak dapat bersamaan dengan proses lain, operasi rumit dan membutuhkan biaya yang sangat mahal. Telah dilakukan penelitian oleh Afrizal (2007) dalam pemanfaatan selulosa bakterial Nata De Coco sebagai adsorben pada proses adsorpsi logam Cr (III). Hasil adsorpsi yang terbaik yaitu pada konsentrasi 150 ppm dimana jumlah logam Kromium (III) yang teradsorpsi sebesar 2,67 mg/g adsorben. Menurut Sulistiyana (2010) dalam penelitiannya, studi pendahuluan adsorpsi kation Kalsium dan Magnesium selulosa bakterial Nata De Coco dengan menggunakan metode Batch, dimana larutan standar Kalsium mampu diserap oleh adsorben selulosa bakterial Nata De Coco dengan kapasitas adsorpsi 27,466 mg/g, dari konsentrasi awal 400 mg/l, sedangkan untuk logam magnesium kapasitas adsorpsi 18,94 mg/g dengan konsentrasi awal 300 mg/l. Industri pengolahan tahu menghasilkan limbah air tahu yang berupa whey tahu. Jika penanganan limbah tersebut tidak baik, limbah air tahu tersebut akan mencemari lingkungan. Asam organik yang terkandung di dalam limbah akan menimbulkan bau asam. Air limbah tahu juga mengandung gula,tetapi kadarnya rendah (0,7-9%). Kandungan dalam air tahu tersebut sangat memungkinkan limbah tersebut diolah secara fermentasi untuk membentuk Nata De Soya. (http://elradhie91.blogspot.com201209v-behaviorurldefaultvmlo.html) Selulosa bakteri memiliki kemurnian yang tinggi dibandingkan dari selulosa yang berasal dari tanaman, dimana serat selulosa yang berasal dari tumbuh-tumbuhan yang mengandung hemiselulosa dan lignin sulit untuk dihilangkan (Bielecki1, 2004). Menurut Syarfi,(20007) pohon, kayu dan daun jika terdekomposisi didalam air maka akan menyebabkan perubahan warna air menjadi coklat kemerahan karena kandungan asam organik tersebut. Masalah yang muncul dari penggunaan bioadsorben seperti Nata De Soya, adalah pada kondisi jenuh maka adsorben akan dibuang menjadi limbah. Salah satu cara untuk menanggulanginya adalah dengan proses regenerasi. Proses regenerasi adsorben dilakukan untuk memperbaiki kembali daya adsorpsi dari adsorben. Telah dilakukan penelitian oleh Yefrida (2008) dimana ia meregenerasi serbuk gergaji dengan HCl untuk adsorpsi logam Kadmium dengan kapasitas adsorpsi 54,52 %
16 dengan konsentrasi HCl 0,6 M. Berdasarkan hal tersebut peneliti tertarik untuk melakukan penelitian dengan pemanfaatan Nata De Soya dari limbah air kedelai teraktivasi sebagai adsorben untuk menyerap kation Magnesium dan Kalsium pada air baku boiler dan melakukan regenerasi pada Nata De Soya yang jenuh dengan mengaktivasi kembali dengan H 2 SO 4 1 N. 1.2. Permasalahan 1. apakah Nata de Soya yang telah diaktivasi dapat digunakan sebagai adsorben untuk menyerap kation Magnesium (Mg 2+ ) dan kation Kalsium (Ca 2+ ) yang terdapat dalam sampel air bahan baku boiler. 2. Untuk mengetahui apakah Nata de Soya teraktivasi H 2 SO 4 1N yang telah jenuh dapat diregenerasi kembali untuk menyerap kation - kation Magnesium (Mg 2+ ) dan kation Kalsium (Ca 2+ ) yang terdapat dalam sampel air bahan baku boiler. 3. Untuk mengetahui berapa berat Nata de Soya yang mampu menyerap kation Magnesium (Mg 2+ ) dan kation Kalsium (Ca 2+ ) secara optimum yang terdapat dalam sampel air bahan baku boiler. 1.3. Pembatasan Masalah Dalam penelitian ini permasalahan dibatasi pada : 1. Kation pada air sadah yang ditentukan hanya kation Magnesium (Mg 2+ ) dan kation Kalsium (Ca 2+ ) 2. Penentuan kandungan kation Magnesium ( Mg 2+ ) dan kation Kalsium (Ca 2+ ) yang terdapat dalam air bahan baku boiler dilakukan sebelum dan sesudah diadsorpsi dengan Nata de Soya yang telah diaktivasi dengan Menggunakan H 2 SO 4 1 N
17 3. Metode yang digunakan dalam penentuan kation Magnesium (Mg 2+ ) dan kation Kalsium (Ca 2+ ) adalah metode titrimetri. 4. Waktu kontak antara adsorbat dengan adsorben selama 30 menit 5. Aktivasi Nata De Soya dengan H 2 SO 4 selama 1 jam dan pada suhu kamar tanpa pemanasan 6. Acetobacter xylinum yang digunakan dari daerah Tembung 7. Air limbah rebusan kedelai dari pembuatan tahu yang digunakan dalam pembuatan Nata dari daerah kecamatan Karang sari 1.4. Tujuan penelitian 1. Untuk mengetahui apakah Nata de Soya yang telah diaktivasi dapat digunakan sebagai adsorben untuk menyerap kation Magnesium (Mg 2+ ) dan kation Kalsium( Ca 2+ ) yang terdapat dalam sampel air bahan baku boiler. 2. Untuk mengetahui apakah Nata de Soya teraktivasi H 2 SO 4 yang telah jenuh dapat diregenerasi kembali untuk menyerap kation kation Magnesium (Mg 2+ ) dan kation Kalsium (Ca 2+ ) yang terdapat dalam sampel air bahan baku boiler. 3. Untuk mengetahui berapa berat Nata de Soya yang mampu menyerap kation Magnesium (Mg 2+ ) dan kation Kalsium (Ca 2+ ) secara optimum yang terdapat dalam sampel air bahan baku boiler. 4. Untuk mengetahui apakah di dalam adsorben Nata De Soya terdapat kation Kalsium( Ca 2+ ) dan Magnesium (Mg 2+ ). 1.5. Manfaat penelitian Dari limbah cair hasil buangan air kedelai dalam pembuatan tahu diharapkan dapat memberikan informasi sebagai adsorben penyerap kation kation Magnesium (Mg 2+ ) dan kation Kalsium (Ca 2+ ) yang akan digunakan sebagai air umpan boiler.
18 1.6. Lokasi Penelitian Penelitian ini dilakukan di laboratorium ilmu dasar dan laboratorium PT SMART TBK 1.7. Metodologi Penelitian Penelitian ini bersifat eksperimental laboratorium yaitu dengan tujuan untuk mengetahui sejauh mana Nata de Soya yang diaktivasi dengan asam sulfat 1 N dapat digunakan sebagai penyerap kation Kalsium (Ca 2+ ) dan kation Magnesium (Mg 2+ ) pada sampel bahan baku air boiler di PT SMART TBK, kemudian untuk mengetahui apakah Nata de Soya yang sudah jenuh sebagai penyerap kation Kalsium (Ca 2+ ) dan kation Magnesium (Mg 2+ ) pada sampel bahan baku air boiler di PT SMART TBK, dapat diregenerasi kembali. Tahap Penelitian Meliputi : 1. Pembuatan Nata de Soya dari limbah cair rebusan kedelai 2. Aktivasi Nata de Soya dengan asam sulfat 1 N 3. Penyerapan kation Kalsium (Ca 2+ ) dan kation Magnesium (Mg 2+ ) pada sampel bahan baku air boiler,dan pengukuran kation Kalsium (Ca 2+ ) dan kation Magnesium (Mg 2+ ) secara titimetri dimana pengukuran kation-kation tersebut dilakukan sebelum dan sesudah penambahan adsorben Nata De Soya 4. Proses regenenerasi dari adsorben Nata de Soya yang telah jenuh dan diaktivasi kembali dengan asam sulfat 1 N dan menggunakan nya kembali sebagai adsorben untuk menyerap kembali kation Kalsium (Ca 2+ ) dan kation Magnesium (Mg 2+ ) pada sampel bahan baku air boiler Adapun parameter yang digunakan sebelum regenerasi Nata De Soya antara lain : 1. Variabel tetap yaitu konsentrasi kation Kalsium (Ca 2+ ) dan kation Magnesium (Mg 2+ ) pada sampel air material boiler (mg/l)
19 2. Variabel bebas yaitu massa Nata De soya yang akan digunakan sebagai pengadsorpsi kation Kalsium (Ca 2+ ) dan kation Magnesium (Mg 2+ ) yaitu dengan massa (0,5 ; 1,0 ; 1.5 ; 2,0 ; 2.5 ; 3,0 ; dan 3.5 g ) Setelah kondisi dari adsorben Nata de Soya jenuh dilakukan regenerasi adsorben Nata de Soya kembali dengan cara mengaktivasi kembali Nata de Soya dengan menggunakan H 2 SO 4 1 N dan melakukan pengadsorpsian kembali terhadap kation Kalsium dan kation Magnesium pada sampel air baku boiler.