TETES TEBU SEBAGAI BAHAN PEMBUATAN ETANOL DAN BAHAN PEMBUATAN MONOSODIUM GLUTAMAT (MSG)
Disusun Oleh :
Rudini Mulya 41610010035
PROGAM STUDI TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA 2012
Universitas Mercu Buana
Page | 1
KATA PENGANTAR Puji syukur yang ingin penulis ucapkan ke hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat-Nyalah makalah ini dapat penulis selesaikan sesuai dengan waktu yang telah ditentukan. Makalah ini dibuat dalam
rangka
memperdalam
pemahaman
mengenai
perkembangan budaya luar terhadap budaya indonesia
pengaruh yang sangat
diperlukan dengan harapan bahwa remaja dapat mengetahui dampak positif dan dampak negatif dari pengaruh budaya luar terhadap budaya indonesia sehingga para remaja indonesia dapat memahami dan mengetahui dampak negatif & positif ini secara bijak.Tuhan Yang Maha Esa atas segala karuniaNya yang telah diberikan.
1. Orangtua dan keluarga penulis atas doa, nasehat dan bimbingan moral maupun materil. 2. Ir. Atep Afia Hidayat MP., M.Si. Selaku Dosen Pembimbing. 3. Semua pihak yang telah membantu penulis yang tidak bisa penulis sebutkan satu persatu.
Harapan penulis semoga Karya Tulis ini dapat bermanfaat bagi kita semua sehingga dapat menambah pengetahuan dan wawasan. Penulis menyadari bahwa Karya Tulis ini masih jauh dari kata sempurna, karena dalam Karya Tulis ini masih banyak sekali kekurangannya. Oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan segala saran dan kritik bagi para pembaca, yang sifatnya membangun guna kesempurnaan Karya Tulis ini. Jakarta, Januari 2012
Penulis
Universitas Mercu Buana
Page | 2
DAFTAR ISI HALAMAN KATA PENGANTAR ...............................................................................................
i
DAFTAR ISI ..............................................................................................................
ii
RINGKASAN ........................................................................................................
1
BAB I
PENDAHULUAN .....................................................................................
5
1.1
Latar Belakang Masalah.................................................................
5
1.2
Perumusan Masalah........................................................................
6
1.3
Gagasan
......................................................................................
7
1.4
Tujuan dan Mamfaat Penulisan ...................................................
9
BAB II
TELAAH PUSTAKA
..........................................................................
10
2.1
Tebu (Saccharum Officinarum) ...................................................
10
2.2
Botani Tanaman Tebu (Saccharum Officinarum).........................
6
2.3
Ampas Tebu .................................................................................
7
2.4
Komponen dan Kandungan Tebu ................................................
9
2.5
Sifat dan Mekanis Ampas Tebu ...................................................
9
BAB III METODE PENULISAN ............................................................................. 17
BAB IV ANALISIS DAN SINTESIS ..................................................................
18
4.1
Ampas Tebu Sebagai Bahan Penghasil Membran Silika .............
18
4.2
Membran Silika Nanopori ...........................................................
20
4.3
Metode Pembuatan Membran Silika dari Ampas Tebu ................
22
PENUTUP..................................................................................................
25
5.1
Simpulan.........................................................................................
25
5.2
Saran...............................................................................................
26
DAFTAR PUSTAKA.................................................................................................
27
BAB V
LAMPIRAN..................... .......................................................................................... L-ix
Universitas Mercu Buana
Page | 3
LEMBAR PENGESAHAN
1. Judul
2. Bidang
: Tetes Tebu Sebagai Bahan Pembuatan Etanol dan Bahan Pembuatan Monosodium Glutamat (Msg) : Karya Tulis Ilmiah bidang IPA
3. KetuaPelaksana a. Nama b. NIM c. Jurusan d. Universitas e. Alamat
: : : : :
f. Telepon 4. DosenPembimbing a. NamaLengkap b. NIP c. Jabatan d. Alamat
Rudini Mulya 41610010035 Teknik Industri Mercu Buana JL. Raya Meruya Selatan Kembangan, Jakarta Barat : 081315583304 / 021 97882617
: : : :
Ir. Atep Afia HidayatMP,M.Si. 192660068 Pembina Kemahasiswaan Komplek Sekretariat Negara D.9 No. 28 Tangerang 15143.
Disahkan di : Universitas Mercu Buana Tanggal : Januari 2012
DirekturKemahasiswaan UniversitasMercuBuana
Dosen Pembimbing
Dosen. NIP.
Ir. Atep Afia Hidayat, MP, M.Si. NIP.192660068
Universitas Mercu Buana
Page | 4
CURRICULUM VITAE
DataPribadi
Nama
:
Rudini Mulya
NamaPanggilan
:
Rudini
Tempat, TanggalLahir
:
Manambin ( MEDAN), 12 April 1991
Alamat
:
Jl.Raden Fatah No.75 Rt 001 / 005 Kec. Ciledug - Tangerang 15153
JenisKelamin
:
Laki-Laki
Status
:
Belum Menikah
Kewarganegaraan
:
WNI
No. HP
:
021 – 97882617 / 081315583304
E – Mail
:
[email protected]
Hobi
:
Organisasi, Membaca dan Musik.
LatarBelakangPendidikan Universitas Mercu Buana, Fakultas Teknologi Industri. Program Studi Teknik Industri (Semester II)
2010 – Sekarang
SMA N 1 Megang Sakti, Palembang
2006 – 2009
SMPN 2 Batin / VIII, Jambi
2003 – 2006
Universitas Mercu Buana
Page | 5
BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Beberapa industri pelapisan logam di indonesia menghadapi kesulitan untuk menangani limbah proses Hard Chrome yang memiliki kandungan krom (Cr) sebesar 75900 mg/L dan besi (Fe) sebesar 18610 mg/L. Beberapa jenis logam lain yang juga terdapat dalam limbah proses Hard Chrome perusahaan tersebut adalah tembaga (Cu) dan mangan (Mn) dengan kadar 777 mg/L dan 92.5 mg/L (Soemantojo, 2005). Dengan pertimbangan kadar logam, terutama Cr dan Fe yang sangat tinggi dari limbah industri yaitu dengan komposisi 75900 mg/L Cr, 777 mg/L Cu, 18610 mg/L Fe, dan 92.5mg/L Mn, maka dilakukan penelitian untuk memisahkan logam-logam tersebut dari limbah cair dengan penyaringan membran. Keuntungan pemamfaatan limbah ampas tebu industri gula sudah jelas, yakni: (1) Terbaharukan dan berkelanjutan; (2) Lingkungan berkurang dari pencemaran limbah dan efisien; (3) Dapat mengurangi lingkungan tercemar oleh limbah industri logam berat; (4) Mengurangi pemanasan global (global warning) dan pencemaran ekosistem, pencemaran air; (5) Menjawab ketergantungan pada limbah industri yang tak terbarukan. Ampas tebu (bagase) yang digunakan untuk memproduksi membran silika nanopori sebagai penyaring limbah cair industri logam berat merupakan hal baru yang harus didukung dan dikembangkan. Di Indonesia, perkebunan tebu menempati luas areal 232 ribu hektar yang 67.74% diantaranya terdapat di Pulau Jawa, Medan, Lampung, Semarang, Solo, dan Makasar (Misran, 2005; Departemen Pertanian, 2004).
Universitas Mercu Buana
Page | 6
Berdasarkan data tersebut, limbah tebu dengan jumlah yang melimpah akan dimanfaatkan sebagai bahan dasar pembuatan membran silika nanopori. Hal ini dilakukan sebagai wujud pemanfaatan limbah agar menjadi sesuatu yang bernilai ekonomis tinggi dan bermanfaat bagi masyarakat. Wibowo (1998) menemukan bahwa sebesar 62.748% silika diperoleh dari ampas tebu yang telah dibakar pada temperatur 200-300oC selama 2 jam.
Membran berfungsi memisahkan material berdasarkan ukuran dan bentuk molekul, menahan partikel yang berukuran lebih besar dari pori-pori membran, dan melewatkan partikel yang berukuran lebih kecil (Mulder, 1996). Penggunaan membran silika dari bahan dasar ampas tebu merupakan solusi yang efisien dan tepat untuk pengolahan limbah industri, karena membran ini dibuat dengan ukuran nanopori sehingga dapat menjerap semua logam berat yang terkandung dalam limbah industri.
1.2 Perumusan Masalah Apakah ampas tebu dapat dijadikan membran silika nanopori sebagai salah satu bahan penyaring limbah cair industri logam berat ? Apakah pemamfaatan ampas tebu dapat dikembangkan secara luas oleh pabrik-pabrik gula di Indonesia ? Bagaimana cara membuat membran silika nanopori dari ampas tebu ? Bagaimana pengaruh penggunaan membran silika nanopori dari ampas tebu sebagai bahan penyaring limbah cair industri logam berat ?
Universitas Mercu Buana
Page | 7
1.3.
Gagasan
1.3.1.
Definisi Ampas Tebu Sebagai Penyaring Limbah Industri Logam Ampas tebu (baggase) adalah campuran dari serat yang kuat dengan jaringan parenchyma yang lembut, yang mempuyai tingkat higroskopis yang tinggi, dihasilkan melalui penggilingan tebu. Pada proses penggilingan tebu terdapat 5 kali proses dari batang tebu sampai ampas tebu. Pada proses penggilingan pertama dan kedua dihasilkan ampas tebu basah, hingga pada penggilingan terakhir dihasilkan ampas tebu yang kering. Namun, sebanyak 60% dari
ampas tebu tersebut dimanfaatkan oleh pabrik gula sebagai bahan bakar, bahan baku untuk kertas, bahan baku industri kanvas rem, industri jamur dan lain-lain. Oleh karena itu diperkirakan sebanyak 45 % dari ampas tebu tersebut belum dimanfaatkan (Husin, 2007). Ampas tebu sebagian besar mengandung ligno-cellulose. Panjang seratnya antara 1,7 sampai 2 mm dengan diameter sekitar 20 mikro, sehingga ampas tebu ini dapat memenuhi persyaratan untuk diolah menjadi papanpapan buatan. Bagase mengandung air 48 - 52%, gula rata-rata 3,3% dan serat rata-rata 47,7%. Serat bagase tidak dapat larut dalam air dan sebagian besar terdiri dari selulosa, pentosan dan lignin (Husin, 2007).
1.3.2.
Karakteristik dan Komposisi Ampas Tebu
Ampas tebu memiliki bulk density sekitar 7,5 lbs/cub atau 0,125 gr/cm3, moisture content sekitar 48% menurut Hugot (HandBook of Cane Sugar Engineering,1986). Nilai di atas diambil dari penelitian terhadap ampas tebu basah. Ampas tebu basah memiliki kapasitas kalor dalam jumlah yang besar. Kalor yang dihasilkan ampas tebu
Universitas Mercu Buana
Page | 8
mempunyai 2 jenis kalor, yaitu : GCV (Gross Calorific Value) dan NCV (Net calorific Value). GCV merupakan total pembakaran ampas tebu dan sumber kalor berasal dari selisih kalor akibat uap air yang keluar pada saat terjadi pembakaran dengan kalor yang dihasilkan dengan proses pengembunan. Pada ampas tebu yang baru hasil penggilingan mempunyai kelembapan rata-rata 50%.Untuk komposisi ampas tebu secara umum ditunjukkan pada tabel berikut : Tabel 1. struktur ampas tebu (Lacey, J .. The Microbicloby of the baggase of Sugar Cane- Proc. Of XVII Congress Of ISSCT)
No.
Komponen
Berat Kering ( % )
1.
Sellulosa
26 – 43%
2.
Hemiselulosa
17 – 23 %
3.
Pentosan
20 – 33 %
4.
Lignin
13 – 22 %
5.
Abu
2 - 3,82 %
6.
Pentosan
20 - 27,97%
7.
SiO2
3,01%
Karakteristik Kimia Ampas Tebu
Abu ampas tebu (baggase) adalah hasil pembakaran secara kimiawi dari pembakaran ampas tebu, terdiri dari garam-garam anorganik. Pada saat ampas tebu dibakar pada boiler, perubahan menjadi klinker dengan perubahan warna menjadi warna cerah keunguan. Pada pembuatan keramik dari ampas tebu, dimana keramik dipanaskan pada suhu 500oC sampai meningkat menjadi 700oC sampai berat abu menjadi konstan sehingga dapat diketahui komposisi abu ampas tebu yang terkandung didalamnya adalah 73,8%.
Universitas Mercu Buana
Page | 9
1.4. Tujuan dan Manfaat penulisan bagi berbagai pihak, seperti pemerintah, industri gula, industri kimia, kalangan industri pada umumnya, masyarakat, dan bagi akademisi. Manfaat tersebut di antaranya : 1. Pemerintah dapat mengembangkan limbah tebu secara lebih optimum sehingga dapat menambah penghasilan negara. 2. Pengembangan produk membran silika nanopori akan memicu jiwa kreatif dan inovatif industri gula untuk meningkatkan nilai guna dan nilai ekonomis dari ampas tebu. 3. Industri kimia, industri logam berat, dan kalangan industri pada umumnya
dapat
mengatasi
penjerapan
logam
berat
dengan
menggunakan membran silika nanopori ini sehingga bisa menjadi solusi alternatif untuk mengatasi permasalahan limbah industri saat ini. 4. Masyarakat sekitar kawasan industri memperoleh lingkungan perairan yang sudah terbebas dari logam berat yang berbahaya bagi makhluk hidup. 5. Kalangan akademisi dapat menambah khazanah ilmu pengetahuan dan menjadikan tulisan ini sebagai bahan rujukan dalam membuat karya tulis lainnya. Membran silika nanopori ini bermanfaat sebagai sistem penjerap logam berat pada limbah industri, sehingga bisa menjadi solusi alternatif untuk mengatasi permasalahan limbah industri saat ini dan menjaga kelestarian biota air.
Universitas Mercu Buana
Page | 10
BAB 11 TELAAH PUSTAKA
2.1 Tebu ( Saccharum Officinarum )
Tebu merupakan tumbuhan monokotil dari famili rumput-rumputan (Gramineae), Batang tanaman tebu memiliki memiliki anakan tunas dari pangkal batang yang membentuk rumpun. Tanaman ini memerlukan waktu musim tanam sepanjang 11- 12 bulan. Tanaman ini berasal dari daerah tropis basah sebagai tanaman liar
2.2 Botani Tebu ( Saccharum Officinarum )
Klasifikasi botani tanaman tebu adalah sebagai berikut ( slamet,2004 ):
Divisio
: Spermatophyta
Subdivisio : Angiospermae Kelas
: Monocotyledoneae
Ordo
: Graminalisesar
Familia
: Gramineae
Genus
: Saccharum
Spesies
: Saccharum officinarum
Sumber : Penebar Swadaya, 2002 Tanaman tebu mempunyai sosok yang tinggi kurus, tidak bercabang dan tumbuh tegak.tanaman yang tumbuh baik tinggi batangnya dapat mencapai 3- 5 meter atau lebih. Termasuk dalam jenis rumput-rumputan bertahunan,besar, tinggi sistem perakaran besar, menjalar, batang kokoh, dan terbagi kedalam ruas-ruas; ruas beragam panjangnya 10-30 cm, menggembung, menggelondong, atau menyelindiris. (penebar swadaya, 2000).
Universitas Mercu Buana
Page | 11
Beberapa kondisi lingkungan yang diperlukan untuk mendukung perkembangan tanaman tebu antara lain : a) Berada pada daerah tropis yang basah (35o LS dan 39o LU), dengan topografi 0 – 1400 mdpl. b) CH 200 mm/bulan pada 5-6 bulan berturut-turut, 125 mm/bulan 2 bulan transisi dan kurang 75 mm/bulan pada 4-5 bulan berturut-turut. c) Kecepatan angin kurang dari 10 km/jam. d) Suhu udara 24-30 oC, dengan beda suhu siang dan malam tidak lebih dari 10 oC. e) Bentuk areal datar hingga berombak dengan kemiringan lereng kurang dari 2 %. f) Kedalaman jeluk efektif minimal 50 cm. g) Tekstur tanah sedang sampai berat atau menurut klasifikasi tekstur tanah (Buckman and Brady, 1960) adalah lempung, lempung berpasir, lempung berdebu, liat berpasir, liat berlempung, liat berdebu dan liat atau yang tergolong bertekstur agak kasar sampai halus. h) pH tanah optimal pada 6-7. i) Status hara bagi tanaman tebu dengan kriteria N total > 1,5, P2O5 tersedia > 75 ppm, K2O tersedia > 150 ppm dan kejenuhan Al < 30 %. 2.3 Ampas tebu ( bagase ) Ampas tebu atau lazimnya disebut bagas, adalah hasil samping dari proses ekstraksi (pemerahan) cairan tebu. Dari satu pabrik dihasilkan ampas tebu sekitar 35 – 40% dari berat tebu yang digiling (Indriani dan Sumiarsih, 1992). Husin (2007) menambahkan, berdasarkan data dari Pusat Penelitian Perkebunan Gula
Universitas Mercu Buana
Page | 12
Indonesia (P3GI) ampas tebu yang dihasilkan sebanyak 32% dari berat tebu giling. Pada musim giling 2006 lalu, data yang diperoleh dari Ikatan Ahli Gula Indonesia (Ikagi) menunjukkan bahwa jumlah tebu yang digiling oleh 57 pabrik gula di Indonesia mencapai sekitar 30 juta ton (Anonim, 2007b), sehingga ampas tebu yang dihasilkan diperkirakan mencapai 9.640.000 ton. Namun, sebanyak 60% dari ampas tebu tersebut dimanfaatkan oleh pabrik gula sebagai bahan bakar, bahan baku untuk kertas, bahan baku industri kanvas rem, industri jamur dan lainlain. Oleh karena itu diperkirakan sebanyak 45 % dari ampas tebu tersebut belum dimanfaatkan (Husin, 2007). 2.4 Kandungan Tebu Komponen kimia serat sabut tebu dan beberapa serat penting lainya dapat dilihat pada tabel.2. berikut : No
Serat
Lignin (%)
Selulosa (%)
Hemiselulosa ( %)
1.
Tandan Sawit
19
65
-
2.
Mesocrap Sawit
11
60
-
3.
Sabut Tebu
40-50
32-43
0,15-0,25
4.
Pisang
5
63-64
19
5.
Sasal
Okt-14
66-72
12
6.
Daun Nanas
12,7
81,5
0
Sumber : Kliwon (2002 ). Bila tebu dipotong akan terlihat serat jaringan pembuluh ( vascular bundle ) dan sel parenkim serta terdapat cairan yang mengandung gula.serat dan kulit batang sekitar 12,5 dari berat tebu.dari satu pabrik dapat dihasilkan ampas tebu sekitar 35-40 % dari berat tebu yang digiling ( penebar swadaya, 2000).
Universitas Mercu Buana
Page | 13
Sifat mekanis ampas tebu sifat mekanis ampas serat sabut tebu dan beberapa serat penting lainya dapat
ditunjukkan pada tabel. Tabel.3. sifat mekanis beberapa serat penting berdasarkan kekerasan (Mpa) dan kekuatan tarik (Mpa).
Sifat mekanis beberapa serat penting Daun Nanas Sasal Pisang Sabut Tebu Mesocrap Sawit Tandan Sawit 0
500
1000
1500
Kekerasan ( Mpa )
.
2000
2500
3000
3500
Kekuatan Tarik (Mpa )
Sumber : Penebar Swadaya, 2003. Tabel.4. sifat mekanis beberapa serat penting berdasarkan pemanjangan ( % ).
Jenis Tanaman
Sifat mekanis beberapa serat penting Daun Nanas Sasal Pisang Sabut Tebu
Pemanjangan ( % )
Mesocrap Sawit Tandan Sawit 0
5
10
15
20
25
30
satuan dalam persen
Sumber : Penebar Swadaya, 2003.
Universitas Mercu Buana
Page | 14
Menurut Husin (2007) hasil analisis serat bagas adalah seperti dalam Tabel berikut: Tabel.5. Komposisi kimia ampas tebu Kandungan Abu
Kadar (%) 3,82
Lignin
22,09
Selulosa
37,65
Sari
1,81
Pentosan
27,97
SiO2
3,01
Pada umumnya, pabrik gula di Indonesia memanfaatkan ampas tebu sebagai bahan bakar bagi pabrik yang bersangkutan, setelah ampas tebu tersebut mengalami pengeringan. Disamping untuk bahan bakar, ampas tebu juga banyak digunakan sebagai bahan baku pada industri kertas, particleboard, fibreboard, dan lain-lain (Indriani dan Sumiarsih, 1992). Kegiatan pembangunan kawasan industri dan pertambangan berdampak positif bagi masyarakat luas, yaitu menciptakan lapangan kerja baru bagi penduduk di sekitarnya. Namun, keberhasilan tersebut diikuti oleh dampak negatif yang merugikan masyarakat dan lingkungan. Pembangunan kawasan industri menimbulkan permasalahan lingkungan bagi masyarakat sekitarnya.
Pencemaran bahan berbahaya dan beracun (B3) melalui limbahnya. Limbah industri yang dibuang ke badan air atau sungai dan lingkungan sekitarnya dapat mencemari tanah dan air.Pencemaran yang dihasilkan dari proses produksi industri banyak mengandung bahan berbahaya, misalnya logam berat seperti merkuri (Hg), kadmium (Cd), dan plumbo (Pb). Jenis logam berat tersebut cenderung meningkatkan kasus keracunan dan gangguan kesehatan masyarakat (Sugijanto et al, 1991).
Universitas Mercu Buana
Page | 15
Hal yang menyebabkan logam berat menjadi bahan pencemar yang berbahaya itu karena logam berat tidak dapat dihancurkan (nondegradable) oleh organisme hidup, sehingga terakumulasi ke lingkungan. Hasil akumulasi tersebut mengendap di dasar perairan dan membentuk senyawa kompleks bersama bahan organik dan anorganik secara adsorpsi dan kombinasi. Biota di perairan yang tercemar logam berat dapat mengakumulasi logam berat tersebut dalam jaringan tubuhnya. Semakin tinggi kandungan logam berat dalam perairan maka semakin tinggi kandungan logam berat yang terakumulasi dalam tubuh hewan tersebut (Rai et al, 1981).
Industri penghasil limbah yang mengandung persenyawaan logam berat terbanyak adalah industri pelapisan logam, yang menggunakan senyawa logam berat sebagai zat pewarna dan pelapis. Beberapa industri pelapisan logam di Jakarta menghadapi kesulitan untuk menangani limbah proses Hard Chrome yang memiliki kandungan krom (Cr) sebesar 75900 mg/L dan besi (Fe) sebesar 18610 mg/L. Beberapa jenis logam lain yang juga terdapat dalam limbah proses Hard Chrome perusahaan tersebut adalah tembaga (Cu) dan mangan (Mn) dengan kadar 777 mg/L dan 92.5 mg/L (Soemantojo, 2005).
Dampak dari limbah industri logam berat di Jakarta tersebut diperkuat lagi dengan data yang tertulis dalam surat kabar harian Pikiran Rakyat pada tanggal 30 Desember 2009 bahwa sekitar 60% Sungai Citarum tercemar oleh limbah industri kimia, peternakan, dan pertanian, sisanya merupakan limbah organik dan rumah tangga. Tidak hanya menjadikan air keruh, biota perairan terutama ikan akan mati akibat logam berat yang terakumulasi dalam waduk.
Dari hasil penelitian yang dilakukan PT Indonesia Power bersama Pusat Penelitian Sumber Daya Alam dan Lingkungan (PPSDAL) Universitas Padjadjaran, Bandung, pada tahun 2004 menerangkan bahwa kualitas air Waduk Saguling sudah di atas ambang batas normal. Salah satu contohnya, pada kandungan merkuri (Hg) yang mencapai angka 0,236.
Universitas Mercu Buana
Page | 16
Pada kenyataannya standar baku mutu menunjukkan bahwa angka aman bagi kandungan merkuri hanya adalah 0,002. Logam merkuri tersebut berasal dari pakan ikan dan industri plastik, sedangkan logam berat lainnya berasal dari pabrik tekstil untuk proses pewarnaan kain. Akumulasi logam berat ini yang akan menjadi masalah besar di masa mendatang. Pada saat ini air dari Waduk Saguling tidak layak lagi dimanfaatkan untuk konsumsi, pertanian, dan perikanan (Citarum Fact Sheet, 2010).
Tabel.6. kandungan logam berat dari berbagai sumber kisaran logam berat pencemar terhadap tanah dan tanaman .lihat table berikut : Kisaran Kadar Logam ( Ppm ) Unsur As B F Cd Mn Ni Zn Cu Pb
Tanah 0,1 - 40 2 - 100 30 - 300 0,1 - 7 100 - 4000 10 - 1000 10 - 300 2 - 100 2 - 200
Tanaman 0,1 - 5 30 - 75 2 - 20 0,2 - 0,8 15 - 200 1-5 15 - 200 4 - 15 0,1 - 10
Sumber : Citarum Fact Sheet, 2010. Ada beberapa unsur logam yang termasuk elemen mikro merupakan logam berat yang tidak mempunyai fungsi biologis sama sekali. Logam tersebut bahkan sangat berbahaya dan dapat menyebabkan keracunan pada organisme, yaitu timbal (Pb), merkuri (Hg), arsen (As), kadmium (Cd) dan aluminium (Al). Toksisitas tidak hanya disebabkan diet logam nonesensial saja, tetapi logam esensial dalam jumlah yang berlebihan dapat menyebabkan toksisitas. Duxbury (1985) mengklasifikasikan logam berat menjadi tiga kelompok berdasarkan tingkat potensi toksisitasnya terhadap makhluk hidup dan aktivitas mikroorganisme. yaitu 1) ekstrem toksik, seperti Hg; 2) toksik sedang seperti Cd, dan 3) toksik rendah seperti Cu, Ni dan Zn.
Universitas Mercu Buana
Page | 17
BAB III METODE PENULISAN
Penulisan karya tulis ini dimulai dengan pencarian data-data dan informasi berupa pengamatan secara langsung serta data sekunder yang berasal dari surat kabar, buku-buku teks, jurnal-jurnal, laporan hasil penelitian, dan artikel-artikel dari internet. Dalam menyelesaikan masalah, karya tulis ini didekati dengan studi literatur dan komunikasi personal agar didapatkan gambaran yang nyata tentang permasalahan.
Proses selanjutnya adalah pembuatan outline, yang berisi ide-ide umum yang akan dimuat dalam tulisan ini. Hal ini berguna untuk membatasi karya tulis agar sesuai dengan tujuan yang akan dicapai. Outline juga mempermudah proses data collecting (pengumpulan data).
Data-data dan informasi yang diperoleh dikumpulkan dan diolah sesuai dengan outline, tema, dan tujuan penulisan. Hasil pengolahan ditulis berdasarkan Pedoman Umum Penyelenggaraan Lomba Karya Tulis Ilmiah Mahasiswa Tingkat Perguruan Tinggi/Wilayah/Nasional.
Pembahasan tulisan ini dilakukan berdasarkan literatur dan fakta yang ada di lapangan, untuk diarahkan pada tujuan penulisan. Pengambilan kesimpulan menggunakan metode induksi dan deduksi. Saran dirumuskan berdasarkan fakta yang ada dengan kesimpulan yang diperoleh untuk menciptakan kondisi yang lebih baik.
Universitas Mercu Buana
Page | 18
BAB IV ANALISIS DAN SINTESIS
3.1 Ampas Tebu Sebagai Bahan Penghasil Membran Silika Nanopori Tebu (Saccharum officinarum L.) merupakan tanaman yang hanya dapat hidup di daerah yang beriklim tropis. Di Indonesia, perkebunan tebu menempati luas areal 232 ribu hektar yang 67.74% diantaranya terdapat di Pulau Jawa, Medan, Lampung, Semarang, Solo, dan Makasar (Misran, 2005; Departemen Pertanian, 2004). Menurut Badan Pusat Statistik Provinsi Jawa Barat tahun 2006, perkebunan tebu menempati luas areal 12024.31 hektar, dengan produksi tebu mencapai 64169.06 ton. Tabel.9.berikut menyajikan komponen-komponen yang terdapatdalambatang tebu.
No
Komponen
Jumlah (%)
1.
Monosakarida
0.5 ~ 1,5
2.
Komponen
Jumlah (%)
3.
Sukrosa
11 ~ 19
4.
Zat-Zat Organik
0,5 ~ 1,5
5.
Zat-Zat Anorganik
0,15
6.
Sabut
11 ~ 19
7.
Air
65 ~ 75
8.
Bahan Lain
12
Sumber: Misran (2005) Tebu dari perkebunan diolah menjadi gula di pabrik-pabrik gula (PG). Dalam proses produksi di pabrik-pabrik gula (PG), ampas tebu (baggase) dihasilkan sebesar 90%, sedangkan gula yang dimanfaatkan hanya 5%, dan sisanya berupa tetes tebu (molase) dan air (Witono 2003; Misran 2005). Ampas tebu merupakan sisa bagian batang tebu dalam proses ekstraksi tebu yang memiliki kadar air berkisar 46-52 %, kadar serat 43-52 % dan padatan terlarut
Universitas Mercu Buana
Page | 19
sekitar 2-6 %. Komposisi kimia ampas tebu meliputi: zat arang atau karbon (C) 23,7 %, zat cair atau hidrogen (H) 2 %, zat asam Oksigen (O) 20 %, air atau W (HO) 50 % , dan gula 3 % (Paturau, 1982). Pada prinsipnya serat ampas tebu terdiri dari selulosa, pentosan dan lignin. Komposisi ketiga komponen bisa bervariasi pada varitas tebu yang berbeda (Kurniawan, 1998; Hutasoit, 1998).
Selama ini produk utama yang dihasilkan dari tebu adalah gula, sementara buangan atau hasil samping yang lain tidak begitu diperhatikan, kecuali tetes tebu yang sudah lama dimanfaatkan untuk pembuatan etanol dan bahan pembuatan monosodium glutamat (MSG), atau ampas tebu yang dimanfaatkan untuk makanan ternak, bahan baku pembuatan pupuk, pulp, particle, board, dan untuk bahan bakar bakar boiler di pabrik gula. Namun, penggunaannya masih terbatas dan nilai ekonomi yang diperoleh juga belum tinggi. Sedangkan aneka limbah dalam proses produksi gula seperti blotong dan abu sisa pembakaran terbuang siasia. Beberapa penelitian menunjukkan bahwa ampas tebu juga berpotensi sebagai adsorben (Diapati, 2009).
Data mengenai sumber silika dari tebu pun diperkuat oleh hasil penelitian Wibowo (1998) yang menemukan sebesar 62.748% silika berhasil diperoleh dari ampas tebu yang telah dibakar pada temperatur 200-300o C selama 2 jam. Oleh karena itu, ampas tebu yang melimpah di Indonesia dapat dimanfaatkan sebagai sumber utama bahan pembuat membran silika nanopori yang selanjutnya digunakan sebagai filter logam berat pada aliran limbah industri, terutama industi logam berat. Membran silika nanopori dari ampas tebu dapat digunakan dalam jangka waktu lama karena membran ini memiliki beberapa kelebihan. Kelebihan membran ini adalah stabil terhadap pengaruh mekanik, panas, pelarut organik, dan kondisi pH ekstrem. Membran silika nanopori tahan terhadap tekanan tinggi sehingga tidak mudah rusak. Selain itu, membran ini bisa digunakan untuk menjerap logam berat pada limbah yang bersifat asam, basa, maupun yang mengandung pelarut organik (Mulder, 1996). 4.2. Membran Silika Nanopori.
Universitas Mercu Buana
Page | 20
Pengolahan limbah industri telah banyak dilakukan dengan beberapa cara, antara lain secara kimia menggunakan koagulan, secara fisika dengan adsorpsi menggunakan arang aktif, dan secara biologi menggunakan mikroba (Forlink, 2000). Namun, metode tersebut memiliki beberapa kekurangan. Pengolahan limbah secara kimia menggunakan koagulan akan menghasilkan lumpur dalam jumlah yang relatif besar, sehingga membutuhkan pengolahan lebih lanjut terhadap lumpur yang terbentuk. Penggunaan arang aktif dalam pengolahan limbah meskipun sangat efektif, tetapi memerlukan biaya yang cukup tinggi karena harganya relatif mahal, terutama jika digunakan dalam skala besar atau konsentrasi limbah yang tinggi (Manurung et al., 2004).
Ukuran membran yang dibuat, dibentuk dengan ukuran nanometer sehingga pori-pori yang berukuran nano tersebut dapat menjerap logam-logam berat yang melewati sistem filter limbah industri. Membran diklasifikasikan berdasarkan ukuran pori-porinya, terdiri atas reverse osmosis (RO), nanofiltrasi (NF), ulltrafiltrasi (UF), dan mikrofiltrasi (MF) (Mallia dan Till 2003). Ukuran pori yang kami tawarkan adalah ukuran nanofiltrasi yang memiliki ukuran pori 0.001µm dan mampu menahan partikel berukuran 50-1000 Da (Mallia dan Till 2003).
Selain dari penggunaan secara kimia tersebut, menurut Baker (2004), membran sintetis yang sering dipergunakan dalam proses industri terdiri dari dua jenis yaitu membran isotropik dan membran anisotropik. Membran isotropik terdiri dari mikroporos membran (membran berpori), dense membran (membran film tipis), dan membran elektrik (gabungan dari mikroporos dan film tipis), sedangkan membran anisotropik adalah membran yang sangat tipis yaitu dengan ketebalan 20 µm.. Namun, pembuatan membran zeolitnya, seringkali kurang efektif dalam menyaring logam berat yang saat ini sudah mendominasi kandungan limbah industri khususnya limbah cair logam industri logam berat.
Universitas Mercu Buana
Page | 21
Silika merupakan unsur terbesar kedua di kerak bumi dan sebagian di dalam tanah . Dengan demikian, semua jaringan perakaran tanaman dalam tanah mengandung silika, termasuk tebu. Kandungan silika dalam tanah dianggap berlimpah untuk memenuhi kebutuhan tanaman.Tanaman akumulator silika terutama berasal dari famili Gramineae seperti bambu, padi, dan tebu serta tanaman tingkat rendah dari famili Chlorophyta seperti alga.9 Silika berperan dalam meningkatkan fotosintesis dan resistensi terhadap cekaman biotik dan abiotik. Tabel.7. Komposisi unsur di dalam kerak bumi No
Unsur
Rata -Rata Berat
1
Oksigen
46,6
2 3
Silika Alumunium
27,7 8,1
4
Besi
5
5
Kalsium
3,6
6
Natrium
2,8
7
Kalium
2,6
8
Magnesium
2,1
9
Lainya
1,5
Sumber : Balai Penelitian Tanah (2010)
Silika biasanya dimanfaatkan untuk berbagai keperluan dengan berbagai ukuran tergantung aplikasi yang dibutuhkan seperti dalam industri ban, karet, gelas, semen, beton, keramik, tekstil, kertas, kosmetik, elektronik, cat, film, pasta gigi, dan lain-lain. Proses penghalusan atau memperkecil ukuran dari pasir silika umumnya digunakan metode milling dengan ball mill untuk menghancurkan ukuran pasir silika yang besar menjadi ukuran yang lebih kecil dan halus. Silika dengan ukuran yang halus inilah yang biasanya banyak digunakan dalam industri.
Universitas Mercu Buana
Page | 22
4.3 Metode Pembuatan Membran Silika Nanopori Berbahan Dasar Ampas Tebu Sintesis silika dari ampas tebu dilakukan dengan menggunakan teknik pengabuan. Ampas tebu dibersihkan dengan air dari impuritas akibat kotoran, kemudian dilakukan proses pengeringan dengan oven pada suhu 190oC selama 30 jam. Pengarangan ampas tebu dilakukan dengan cara dioven pada suhu 300oC selama 15 jam. Proses ini bertujuan untuk mengetahui kandungan abu. Pengabuan dilakukan dengan cara dioven pada suhu 600oC selama 30 jam, setelah itu dilakukan pemurnian sampel agar silika terpisah dari abu tebu.
Metode yang dipakai untuk pemurnian adalah metode pengasaman dengan menggunakan larutan HCl pekat. Proses pemurnian dilakukan dengan cara memasukkan sampel berupa abu tebu ke dalam wadah dan dibasahi dengan akuades panas. Selanjutnya ke dalam campuran ditambahkan HCl pekat dan diuapkan sampai kering, lalu pengerjaan ini diulangi sebanyak tiga kali. Akuades dan HCl pekat dituangkan ke wadah dan diinkubasi di atas penangas air selama 5 jam. Campuran tersebut kemudian disaring dengan kertas saring bebas abu dan dicuci dengan akuades panas. Hasil dari penyaringan berupa residu padat, kemudian dipanaskan pada suhu 300oC selama 3 jam hingga menjadi arang. Kemudian dilanjutkan dengan memanaskannya pada suhu 600oC sehingga yang tersisa hanya endapan silika yang berwarna putih (Harsono, 2002). Table.proses ampas tebu menjadi endapan (Residu) membran silica
Preparasi membran, pada metode ini silika dicampurkan dengan 1-propanol, dan campuran tersebut kemudian disentrifus dengan kecepatan 600 rpm selama 10 menit. Langkah selanjutnya, ditambahkan CTAB yang telah dilarutkan dalam air deionisasi. Larutan tersebut kemudian diaduk dengan ultrasonik selama 10 sampai 15 jam. Tujuan
dari penggunaan CTAB (surfaktan nonionik) dan
pengadukan dengan ultrasonik agar terbentuk pori membran yang berukuran nano.
Universitas Mercu Buana
Page | 23
BAB V SIMPULAN DAN SARAN
5.1 Simpulan 1. Sintesis membran silika nanopori dengan bahan dasar ampas tebu merupakan solusi alternatif untuk mengatasi pencemaran lingkungan kawasan industri dari logam berat.
2. Pemanfaatan ampas tebu ini juga dapat meningkatkan nilai guna dan nilai ekonomis dari limbah pabrik gula (tebu).
3. Penggunaan membran silika dengan ukuran pori yang sangat kecil (nanometer) ini mampu menjerap logam berat dalam bentuk koloid sehingga hasil buangan cair industri tidak mencemari lingkungan.
4. Proses pembuatan dari rumput laut dibuat dengan tiga tahapan, yaitu : (1) Pengeringan ampa tebu; (2) Pengarangan ampas tebu menjadi abu silika ; (3) Pemurnian abu silika dengan teknik pengasaman menjadi endapan membran silika nanopori. (4) pencetakan endapan komposisi membran silika nanopori yang digunakan untuk menyaring limbah cair industri logam berat.
5. membran silika nanopori dari ampas tebu memiliki segi positif dalam beberapa aspek, yaitu : (1) Aspek Ekonomi (2) Aspek Ekologis (3) Aspek Biologis
Universitas Mercu Buana
Page | 24
5.2
Saran
1. Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut untuk mengetahui kandungan membran silika nanopori berbagai
jenis Ampas Tebu
yang ada
diIndonesia.
2. Perlu diadakan percobaan untuk mengetahui berapa bahan membran silika Nanopori Yang dihasilkan dari setiap kilogram Ampas Tebu kering.
3. Perlu pengenalan kepada masyarakat tentang manfaat Ampas Tebu sebagai penyaring limbah industri logam berat sehingga mendorong minat masyarakat untuk membudidayakan fungsi ampas tebu.
4. Perlu dicari suatu peralatan yang kompak, sederhana dan murah yang dapat membuat Ampas Tebu menjadi membran silika nanopori untuk menyaring limbah industry logam berat
dalam skala kecil, sehingga
membuka lapangan pekerjaan bagi masyarakat.
Universitas Mercu Buana
Page | 25
DAFTAR PUSTAKA
http://www.riauinfo.com/main/news.php?c=13&id=460).
http://www.detiknews.com/read/2009/03/09/141207/1096639/10/ri-koreakembangkan-biofuel-ampas-tebu/html=286. http://www.researchgate.net/publication/42349022_Pemanfaatan_Ampas_Tebu_S ebagai_Bahan_Baku_Dalam_Pembuatan_Papan_Partikel. http://repository.ipb.ac.id/bitstream/handle/123456789/27800/PKM-GT-10-IPBRandi-Sintesis_Membran_Silika.pdf?sequence=2. http://www.ageniklan.net/iklan-baris-membran-silika-nanopori-berbahan-dasarampas-tebu-sebagai.htm. http://id.wikipedia.org/wiki/Kompos. http://kompas.co.id/read/xml. http://www.kapanlagi.com/h/0000259544.html. http://ratoonjatim.co.cc/processing/images/tumpukan_ampas.jpg&imgrefurl. http://www.indosmarin.com/20081028-dkp-dorong-ampas-tebu-sebagai-sumberpangan-dan-energi-alternatif.html. http://yalun.wordpress.com/2008/10/01/biobutanol-sebagai-biofuel-generasikedua-di-indonesia/html=365. http://www.pili.or.id/index.php?option=com_content&task=view&id=564&Itemi d=171. http://www.goblue.or.id/dkp-dan-korsel-jajaki-kembangkan-biodesel-dari-ampastebu/html=257. http://www.goblue.or.id/dkp-dan-india-jajaki-kembangkan-biodesel-dari-ampas tebu/html=457.
Universitas Mercu Buana
Page | 26
