karya tulis ilmiah-pemanfaatan ampas tebu

27
Universitas Mercu Buana Page | 1 TETES TEBU SEBAGAI BAHAN PEMBUATAN ETANOL DAN BAHAN PEMBUATAN  M ONOS ODI UM G L UT A M A T (MSG) Disusun Oleh : Rudini Mulya 41610010035 PROGAM STUDI TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNOLOGI INDUSTRI UNIVERSITAS MERCU BUANA 2012

Upload: rudini-mulya

Post on 12-Oct-2015

995 views

Category:

Documents


52 download

TRANSCRIPT

  • Universitas Mercu Buana Page | 1

    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 | 2

    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 pengaruh

    perkembangan budaya luar terhadap budaya indonesia 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 karunia-

    Nya 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 | 3

    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

    BAB V PENUTUP.................................................................................................. 25

    5.1 Simpulan......................................................................................... 25

    5.2 Saran..... .......................................................................................... 26

    DAFTAR PUSTAKA....... .......................................................................................... 27

    LAMPIRAN..................... .......................................................................................... L-ix

  • Universitas Mercu Buana Page | 4

    LEMBAR PENGESAHAN

    1. Judul : Tetes Tebu Sebagai Bahan Pembuatan Etanol dan Bahan Pembuatan Monosodium Glutamat

    (Msg) 2. Bidang : Karya Tulis Ilmiah bidang IPA

    3. KetuaPelaksana a. Nama : Rudini Mulya b. NIM : 41610010035 c. Jurusan : Teknik Industri d. Universitas : Mercu Buana e. Alamat : JL. Raya Meruya Selatan Kembangan,

    Jakarta Barat

    f. Telepon : 081315583304 / 021 97882617

    4. DosenPembimbing a. NamaLengkap : Ir. Atep Afia HidayatMP,M.Si. b. NIP : 192660068 c. Jabatan : Pembina Kemahasiswaan d. Alamat : 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 | 5

    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 | 6

    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 | 7

    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 | 8

    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 papan-

    papan 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 | 9

    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)

    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%.

    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%

  • Universitas Mercu Buana Page | 10

    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 | 11

    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

    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).

    Sumber : Penebar Swadaya, 2002

  • Universitas Mercu Buana Page | 12

    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 | 13

    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 lain-

    lain. 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 | 14

    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).

    .

    Tabel.4. sifat mekanis beberapa serat penting berdasarkan pemanjangan ( % ).

    0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500

    Tandan Sawit

    Mesocrap Sawit

    Sabut Tebu

    Pisang

    Sasal

    Daun Nanas

    Sifat mekanis beberapa serat

    penting

    Kekerasan ( Mpa ) Kekuatan Tarik (Mpa )

    0 5 10 15 20 25 30

    Tandan Sawit

    Mesocrap Sawit

    Sabut Tebu

    Pisang

    Sasal

    Daun Nanas

    satuan dalam persen

    Jen

    is T

    an

    am

    an

    Sifat mekanis beberapa serat penting

    Pemanjangan ( % )

    Sumber : Penebar Swadaya, 2003.

    Sumber : Penebar Swadaya, 2003.

  • Universitas Mercu Buana Page | 15

    Menurut Husin (2007) hasil analisis serat bagas adalah seperti dalam Tabel

    berikut:

    Tabel.5. Komposisi kimia ampas tebu

    Kandungan Kadar (%)

    Abu

    Lignin

    Selulosa

    Sari

    Pentosan

    SiO2

    3,82

    22,09

    37,65

    1,81

    27,97

    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 | 16

    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 | 17

    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 :

    Unsur

    Kisaran Kadar Logam ( Ppm )

    Tanah Tanaman

    As 0,1 - 40 0,1 - 5

    B 2 - 100 30 - 75

    F 30 - 300 2 - 20

    Cd 0,1 - 7 0,2 - 0,8

    Mn 100 - 4000 15 - 200

    Ni 10 - 1000 1 - 5

    Zn 10 - 300 15 - 200

    Cu 2 - 100 4 - 15

    Pb 2 - 200 0,1 - 10

    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.

    Sumber : Citarum Fact Sheet, 2010.

  • Universitas Mercu Buana Page | 18

    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 | 19

    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

    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

    Sumber: Misran (2005)

  • Universitas Mercu Buana Page | 20

    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 sia-

    sia. 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 | 21

    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

    0.001m 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 m.. 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 | 22

    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 Silika 27,7

    3 Alumunium 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

    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.

    Sumber : Balai Penelitian Tanah (2010)

  • Universitas Mercu Buana Page | 23

    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 | 24

    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 | 25

    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 | 26

    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-korea-

    kembangkan-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-IPB-

    Randi-Sintesis_Membran_Silika.pdf?sequence=2.

    http://www.ageniklan.net/iklan-baris-membran-silika-nanopori-berbahan-dasar-

    ampas-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-sumber-

    pangan-dan-energi-alternatif.html.

    http://yalun.wordpress.com/2008/10/01/biobutanol-sebagai-biofuel-generasi-

    kedua-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-ampas-

    tebu/html=257.

    http://www.goblue.or.id/dkp-dan-india-jajaki-kembangkan-biodesel-dari-ampas

    tebu/html=457.