Keefektifan Kulit Nanas, Ampas Tebu dan Ampas Kelapa sebagai Adsorben untuk logam Mn dan Cu
Widyaningsih
Jurusan Kimia, Fakultas Sains dan
Teknologi, UIN Syarif Hidayatullah Jakarta
Jalan
Ir. H. Juanda No 95 Ciputat 15412 Indonesia
email: widya.wiwi96@yahoo.com
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian terhadap kulit nanas,
ampas tebu, dan ampas kelapa yang
digunakan untuk mengadsorpsi ion logam Mn pada larutan KMnO4 dan ion
logam Cu pada CuSO4. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui perbandingan keefektifan penyerapan logam oleh kulit nanas,
ampas tebu maupun ampas kelapa. Penelitian
ini diawali dengan pembuatan adsorben dari ke-tiga ampas tersebut dengan cara menghaluskannya
menggunakan mortar. Kemudian dilakukan proses pengeringan adsorben dengan cara
dioven selama 2 jam pada suhu 110ºC. Selanjutnya pembuatan larutan KMnO4
dan CuSO4 sebagai larutan uji adsorpsi
logam Mn dan Cu oleh kulit nanas,
kulit salak, ampas tebu dan ampas kelapa. Hasil penelitian ini menunjukkan
bahwa perbandingan keefektifan adsorben dari yang paling kuat hingga lemah
dalam menyerap logam Mn adalah ampas nanas, ampas tebu dan ampas kelapa.
Sedangkan untuk menyerap logam Cu, keefektifan dari yang paling kuat hingga
lemah adalah ampas tebu, kulit nanas, dan ampas kelapa.
Kata
kunci: Kulit nanas, kulit salak, ampas tebu, ampas kelapa, KMnO4,
CuSO4, Adsorben
ABSTRACT
Has done research on pineapple bark, bagasse and coconut pulp is used to
adsorb the metal ions in the solution KMnO4 Mn and Cu ions in CuSO4. This study
aimed to compare the effectiveness of metal absorption by the skin of
pineapple, bagasse and coconut pulp. This study begins with the creation of the
third adsorbent is a way to grind pulp using a mortar. Then do the adsorbent
drying process by way of the oven for 2 hours at a temperature of 110ºC.
Furthermore, the manufacture of KMnO4 solution and test solution CuSO4 as Mn
and Cu metal adsorption by pineapple skin, skin bark, bagasse and coconut pulp.
The results showed that the comparison of the effectiveness of the adsorbent
from the most powerful to weak to absorb the metals Mn is the pineapple pulp,
bagasse and coconut pulp. While to absorb Cu, the effectiveness of the most
powerful to the weak is bagasse, bark pineapple, and coconut pulp.
Keywords: Skin the pineapple, peel bark, bagasse, coconut pulp, KMnO4, CuSO4,
Adsorbent
I.
PENDAHULUAN
Mn (Mangan) dan Cu (Tembaga) merupakan logam berat
yang terdapat dalam limbah cair. Mn sendiri adalah logam putih keabu-abuan yang
sangat rapuh dan mudah teroksidasi. Sedangkan Cu adalah logam kemerahan dengan
struktur kristal kubus dan merupakan konduktor listrik/panas yang baik. Kedua
logam ini larut dalam air, namun jika konsentrasi keduanya berlebihan akan
membahayakan bagi ekosistem dan mengakibatkan air tercemar.
Pencemaran akibat logam tersebut dapat diatasi dengan
berbagai cara. Salah satunya adalah dengan mengadsorpsi logam – logam tersebut
menggunakan ampas tebu, ampas kelapa, dan kulit nanas yang tidak lagi
digunakan.
Adsorbsen sendiri adalah
zat padat yang dapat menyerap komponen tertentu dari suatu fase fluida.
Kebanyakan adsorben adalah bahan – bahan yang sangat berpori dan adsorbsi
berlangsung terutama pada dinding – dinding pori atau pada letak – letak
tertentu didalam partikel itu.
Nanas merupakan salah satu jenis
buah-buahan yang banyak dihasilkan di Indonesia, dan mempunyai penyebaran yang merata. Menurut Wijana, dkk
(1991) kulit nanas mengandung 81,72 % air; 20,87 % serat kasar; 17,53 %
karbohidrat; 4,41 % protein dan 13,65 % gula reduksi. Selulosa
yang terkandung dalam serat kulit nanas berupa selulosa bacterial (polisakarida
yang mengandung gugus –OH).
Ampas tebu adalah
zat padat yang didapatkan dari sisa pengolahan tebu
pada industri pengolahan gula pasir.
Ampas tebu
mengandung protein kasar 3,1%, lemak kasar 1,5%, abu 8,8%, BETN 51,7% dan serat
kasar 34,9% (Hardjo
et al., 1989). Ditinjau dari segi komponen seratnya, ampas tebu mengandung 82%
dinding sel yang terdiri atas: selulosa 40%, hemiselulosa 29%, lignin 13% dan
silica 2% (Arora,
1976). Nilai kecernaan ampas tebu yang belum diolah sangat rendah yaitu
16,8–22,29% (Soejono,
1988), hal ini karena tingginya kadar lignin dalam ampas tebu.
Ampas kelapa adalah daging buah
kelapa yang telah dihilangkan santannya. Ampas kelapa ini memiliki struktur
permukaan berpori dan bersifat polar. Kandungan kimia yang
terdapat dalam ampas kelapa adalah selulosa 16%,
mannan 26 %, dan galaktomannan 61% (Zultiniar, 2009). Selulosa merupakan
polisakarida yang mengandung gugus –OH sehingga dapat digunakan sebagai
adsorben.
Pada
Kulit nanas, ampas tebu dan ampas kelapa tersebut memiliki kandungan selulosa
sehingga dapat digunakan sebagai adsorben dalam menyerap logam – logam berat
seperti logam Mn maupun Cu.
II.
METODE
PENELITIAN
Waktu dan Lokasi
Waktu pelaksanaan
percobaan ini dilaksanakan selama dua minggu pada buka Desember 2015, yan
terdiri dari kegiatan persiapan bahan, pengolahan data dan penyusunan laporan.
Sedangkan lokasi kegiatan ini dilaksanakan di Laboratorium Kimia Organik PLT
(Pusat Laboratorium Terpadu) UIN Syarif Hidayatullah Jakarta.
Alat
Pada percobaan ini digunakan beberapa alat kimia,
antara lain : gelas arloji; mortar; tabung reaksi; rak tabung reaksi;
sentrifuge; pipet ukur 10 ml; pipet tetes; botol semprot; spatula; botol
reagen; neraca analitik; oven; dan alumunium foil.
Bahan
Pada
percobaan ini menggunakan bahan kimia seperti larutan sampel KMnO4
0,1 M; CuSO4 0,1 M dan bahan untuk mengadsorpsi logam seperti kulit nanas, ampas tebu, dan ampas kelapa.
Prosedur
Penelitian
Preparasi
larutan KMnO4
Dibuat
larutan KMnO4
0,1 M dengan cara menimbang 1,58 gr padatan KMnO4. Kemudian, padatan KMnO4 dilarutkan dengan
sedikit aquades ke dalam
beaker glass 50
ml (sampai homogen). Langkah selanjutnya, larutan dipindahkan ke dalam
labu ukur 100
ml, ditambahkan aquades sampai tanda batas tera labu ukur dan dihomogenkan kembali. Lalu dipindahkan larutan sampel KMnO4 ke dalam botol reagen yang
berwarna gelap dan botol ditutup rapat.
Preparasi
larutan CuSO4
Dibuat
larutan CuSO4
0,1 M dengan cara menimbang 1,60 gr
padatan CuSO4. Kemudian, padatan CuSO4 dilarutkan dengan
sedikit aquades ke dalam
beaker glass 50
ml (sampai homogen). Langkah selanjutnya, larutan dipindahkan ke dalam
labu ukur 100
ml, ditambahkan aquades sampai tanda batas tera labu ukur dan dihomogenkan kembali. Lalu dipindahkan larutan sampel CuSO4 ke dalam botol reagen dan
botol ditutup rapat.
Preparasi Adsorben
Pembuatan adsorben
dilakukan dengan cara pemotongan kulit nanas, dan ampas tebu menjadi lebih
kecil (kurang lebih I 0,5-1 cm). Selanjutnya kulit nanas, ampas tebu dan ampas
kelapa dihaluskan menggunakan mortar yang berbeda. Kemudian adsorben tersebut
dikeringkan dalam oven pada temperatur 110ºC selama 2 jam.
Uji Kemampuan Adsorben
Pada Uji Kemampuan Adsorben, masing – masing kulit nanas,
ampas tebu dan ampas kelapa ditimbang seberat 0,5 gram. Penimbangan dilakukan
dua kali untuk pengujian logam Mn dan Cu. 6 tabung reaksi dimasukkan 10 mL larutan
KMnO4, dan 6 tabung reaksi lainnya dimasukkan 10 mL larutan CuSO4
yang telah dibuat. Kemudian pada 5 tabung reaksi yang berisi KMnO4 di
masukkan kulit nanas, ampas tebu, dan ampas kelapa. Sama halnya dengan CuSO4,
5 tabung reaksi yang berisi larutan tersebut dimasukkan kulit nanas, ampas
tebu, dan ampas kelapa. 2 tabung digunakan sebagai blanko untuk memudahkan pengamatan
perubahan warna yang terjadi. Langkah selanjutnya, semua tabung reaksi ditutup menggunakan
alumunium foil. Dan didiamkan selama 4 hari. Diamati perubahan warna yang
terjadi.
III.
HASIL
DAN PEMBAHASAN
Proses adsorben pada
logam Mn dan Cu berlangsung selama 4 hari. Proses ini ditandai dengan adanya
perubahan warna dari setiap tabung reaksi yang diisi dengan adsorben berbeda.
Perbedaan warna tersebut diakibatkan oleh terserapnya logam – logam berat ke
dalam adsorben. Semakin warnanya berubah, maka semakin baik kemampuan adsorben
dalam menyerap logam – logam berat tersebut.
Tabel I. Hasil Pengamatan Uji Kemampuan adsorben
pada logam Mn
|
No.
|
Sampel
|
Adsorben
|
Hasil
Pengamatan
|
Keterangan
|
|
1
|
KMnO4
0,1 M
|
Tanpa
adsorben
|
Warna
larutan tetap ungu
|
Didiamkan
selama 6 hari
|
|
2
|
KMnO4
0,1 M
|
Kulit
nanas
|
Warna
larutan bening
|
Didiamkan
selama 6 hari
|
|
3
|
KMnO4
0,1 M
|
Ampas
Tebu
|
Warna
larutan kuning keruh
|
Didiamkan
selama 6 hari
|
|
4
|
KMnO4
0,1 M
|
Ampas
Kelapa
|
Warna
larutan bening sedikit
|
Didiamkan
selama 6 hari
|
Tabel II. Hasil Pengamatan pada Uji Kemampuan
adsorben pada logam Cu
|
No.
|
Sampel
|
Adsorben
|
Hasil
Pengamatan
|
Keterangan
|
|
1
|
CuSO4
0,1 M
|
Tanpa
adsorben
|
Warna
larutan tetap biru seulas
|
Didiamkan
selama 6 hari
|
|
2
|
CuSO4
0,1 M
|
Kulit
nanas
|
Warna
larutan kuning sedikit biru dibagian atas
|
Didiamkan
selama 6 hari
|
|
3
|
CuSO4
0,1 M
|
Ampas
Tebu
|
Warna
larutan kuning keruh
|
Didiamkan
selama 6 hari
|
|
4
|
CuSO4
0,1 M
|
Ampas
Kelapa
|
Warna
larutan tetap biru seulas
|
Didiamkan
selama 6 hari
|
Untuk menyerap logam Mn
dan Cu dibutuhkan waktu yang cukup lama yaitu 6 hari. Hal tersebut disebabkan
karena adsorben yang digunakan untuk menyerap logam Mn maupun Cu hanya
diberikan perlakuan dioven selama 2 jam pada temperatur 110ºC tanpa ditanur
maupun diberikan tambahan larutan aktivasi. Ketiga adsorben dihaluskan dengan
mortar untuk memperluas permukaan adsorben dalam menyerap logam Mn maupun Cu. Perlakuan
adsorben dengan pengeringan dilakukan untuk menghilangkan kadar air yang
terdapat dalam setiap adsorben. Semakin luas permukaan adsorben dan semakin
kering bahan adsorben tersebut maka akan mempermudah adsorben dalam menyerap
atau mengadsorpsi pada logam Mn dan Cu. Pada proses penambahan adsorben, tabung
reaksi yang berisi larutan dan adsorben diaduk dan disentrifuge agar penempatan
adsorben merata ke semua permukaan larutan.
Pada tabel I. adsorben
yang paling efektif untuk menyerap logam Mn adalah kulit nanas. Hal ini
ditandai dengan perubahan warna larutan KMnO4 menjadi bening. Perubahan tersebut
disebabkan karena selulosa yang terdapat dalam kulit nanas dapat menyerap logam
Mn dengan sempurna, sehingga warna ungu pada larutan tersebut berubah. Kulit
nanas sendiri mengandung selulosa sebesar 20,87 % yang
mempunyai gugus –OH untuk berinteraksi dengan logam dan membentuk ikatan.
Sehingga logam Mn terserap lebih cepat ke dalam kulit nanas. Ketertarikan daya
serap tinggi dari kulit nanas kepada logam Mn yang dapat menyebabkan perubahan
warna paling signifikan diantara ampas tebu dan ampas kelapa. Dengan demikian,
kulit nanas memiliki daya serap lebih tinggi untuk menyerap logam Mn
dibandingkan daya serap ampas tebu dengan perubahan warna kuning keruh dan
ampas kelapa dengan perubahan warna bening hanya sedikit.
Sedangkan
pada tabel II. Adsorben yang paling efektif untuk menyerap logam Cu pada
larutan CuSO4 adalah ampas tebu dengan perubahan warna larutan
menjadi kuning keruh (perubahan warna paling signifikan diantara ketiga adsorben).
Ampas tebu sendiri mengandung 40% selulosa dan mempunyai gugus –OH. Sama halnya
dengan logam Mn, ketertarikan gugus –OH pada ampas tebu lebih tinggi
dibandingkan kulit nanas, dan ampas kelapa. Sehingga menyebabkan adanya
interaksi lebih kuat antara gugus –OH pada kulit tebu dengan logam Cu yang membentuk
ikatan. Dengan demikian, ampas tebu memiliki daya serap lebih tinggi untuk
menyerap logam Cu pada CuSO4 dibandingkan dengan kulit nanas (perubahan warna kuning, sedikit
biru dipermukaan atas) dan ampas kelapa tanpa adanya perubahan warna.
IV.
KESIMPULAN
Kulit nanas, ampas
tebu dan ampas kelapa memiliki kandungan selulosa yang dapat digunakan sebagai
penyerapan logam berat atau adsorben pada logam Mn dan Cu. Untuk adsorben logam
Mn pada larutan KMnO4 yang paling efektif adalah kulit nanas yang ditandai
dengan perubahan warna larutan KMnO4 menjadi bening. Sedangkan
adsorben yang paling efektif dalam menyerap logam Cu pada CuSO4
adalah ampas tebu yang ditandai dengan perubahan warna larutan pada CuSO4 menjadi
kuning keruh (perubahan warna paling signifikan diantara ketiga adsorben).
V.
DAFTAR
PUSTAKA
Arora, S.P. 1976. The role of treated roughages in animal
production system in developing country. In: New Feed Resources. FAO (Ed).
Proc. of a Tech. Consultation, Rome 22-24 Nov. 1988. FAO. Rome. pp. 51-60.
Hardjo, S., N.S. INDRASTI dan
T. BANTACUT. 1989. Biokonversi:
Pemanfaatan Limbah Industri Pertanian. Bahan Pengajaran. Penelaah: S.
FARDIAZ. Departemen Pendidikan dan Kebudayaan, Direktorat Jenderal Pendidikan
Tinggi, Pusat Antar Universitas Pangan dan Gizi, IPB, Bogor.
Putri, Isni, dkk. 2015. Modifikasi Limbah Kulit Pisang untuk Adsorben Ion Logam Fe (III). Jurusan Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, UIN
Syarif Hidayatullah Jakarta.
Rahmayani,
Fatimah. Pemanfaatan Limbah Batang Jagung Sebagai Adsorben Alternatif Pada Pengurangan Kadar Klorin dalam Air Olahan
(Treated Water). Departemen
Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara.
Rahmawati,
Ani. 2010. Pemanfaatan Limbah Kulit Ubi
Kayu dan Kulit Nanas Pada Produksi Bioetanol Menggunakan Aspergillus . Jurusan
Biologi Fakutlas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret
Surakarta.
Rochana, Ana T. 2004. Pengaruh Pemberian Ransum
yang Mengandung Ampas Tebu Hasil Biokonversi oleh Jamur Tiram Putih (Pleurotus
ostreatus) terhadap Performans Domba Priangan. Fakultas
Peternakan Universitas Padjadjaran, Jatinangor, Bandung.
Soejono. 1988. Respon Broiler terhadap Berbagai Kondisi
Lingkungan. Disertasi. Program Pascasarjana, Universitas Padjadjaran.
Bandung.
Suhendrawati, dkk. Pengaruh Konsentrasi
Larutan Kalium Hidroksida pada Abu Dasar Ampas Tebu Teraktivasi. Mahasiswa
keteknikan Pertanian, Universitas Brawijaya, Malang.
Wijana,
S., Kumalaningsih, A. Setyowati, U. Efendi dan N. Hidayat. 1991. Optimalisasi Penambahan Tepung Kulit Nanas
dan Proses Fermentasi pada Pakan Ternak terhadap Peningkatan Kualitas Nutrisi.
Laporan Hasil Penelitian Balittan Malang tahun Anggaran (ARMP) (Deptan). Malang
: Universitas Brawijaya.
Zultiniar.
2009. Ekstraksi Galaktomannan dari Ampas
Kelapa, (Online), (http://google.co.id/ampas/ekstraksi-galaktomannan
-dari-ampas), diakses 20 Desember 2012.
Lampiran
Gambar 1. Hasil Uji kemampuan adsoben kulit nanas,
ampas tebu, dan ampas kelapa pada larutan CuSO4
Gambar 2. Hasil uji kemampuan adsorben kulit nanas,
ampas tebu, dan ampas kelapa pada larutan KMnO4
Tidak ada komentar:
Posting Komentar