Optimasi proses adsorpsi zat warna indigosol di air limbah artifisial menggunakan response surface methodology dengan pendekatan desirability function

https://doi.org/10.22146/jrekpros.72318

Rifawany Grace Sitohang(1), Nina Juliana Roberta Turnip(2*), Astiti Aditia(3)

(1) Program Studi Teknik Bioproses, Fakultas Bioteknologi, Institut Teknologi Del, Jl. Sisingamangaraja, Sitoluama, Laguboti, Toba Samosir, Sumatera Utara, 22381 Indonesia
(2) Program Studi Teknik Bioproses, Fakultas Bioteknologi, Institut Teknologi Del, Jl. Sisingamangaraja, Sitoluama, Laguboti, Toba Samosir, Sumatera Utara, 22381 Indonesia
(3) Program Studi Teknik Bioproses, Fakultas Bioteknologi, Institut Teknologi Del, Jl. Sisingamangaraja, Sitoluama, Laguboti, Toba Samosir, Sumatera Utara, 22381 Indonesia
(*) Corresponding Author

Abstract


Industri tekstil di Indonesia tumbuh menjadi salah satu sektor penyumbang devisa ekspor non-migas. Proses pewarnaan di industri tekstil berfungsi untuk memberikan warna pada benang dan kain. Indigosol merupakan salah satu jenis zat warna yang banyak digunakan pada industri tekstil. Pewarna jenis indigosol sering digunakan karena menghasilkan warna yang cerah dan tidak mudah luntur. Tahap pewarnaan membutuhkan pengelolaan dan pengolahan limbah cair yang memadai karena umumnya digunakan zat warna sintetis yang mengandung senyawa organik, logam berat, dan senyawa berbahaya lainnya. Metode yang banyak digunakan dalam pengolahan limbah cair zat warna adalah adsorpsi menggunakan karbon aktif. Rancangan percobaan menggunakan Box-Behnken Design (BBD) dengan 3 variabel bebas yaitu panjang gelombang zat warna limbah artifisial, konsentrasi limbah artifisial, dan massa karbon aktif, yang masing-masing variabel memiliki tiga level input. Pengukuran konsentrasi larutan sebelum dan sesudah proses adsorpsi dilakukan dengan menggunakan spektrofotometer UV-Vis dan data pengukuran diolah menggunakan Ms. Excel untuk memperoleh persentase penjerapan zat warna pada limbah artifisial. Selanjutnya, proses optimasi dilakukan dengan response surface methodology (RSM) melalui pendekatan desirability function (DF) yang bertujuan untuk memperoleh optimasi proses adsorpsi pada limbah zat warna indigosol. Pengukuran absorbansi menghasilkan panjang gelombang optimum untuk masing-masing jenis warna indigosol kuning, merah, dan violet adalah 470, 515, dan 520 nm. Hasil optimasi menunjukkan bahwa titik optimum persentase penjerapan berada pada konsentrasi umpan limbah 58,0808 mg/L, massa karbon aktif 60 mg, dan panjang gelombang zat warna 502,3232 nm. Di sisi lain, pengolahan hasil percobaan menunjukkan persentase penjerapan sebesar 97,59% pada konsentrasi umpan limbah 50 mg/L, massa karbon aktif 60 mg, dan panjang gelombang zat warna 515 nm (indigosol merah). Hal ini menunjukkan bahwa massa karbon aktif dan konsentrasi umpan pada tempuhan memberikan respons yang diprediksi sesuai hasil optimasi. beda halnya dengan panjang gelombang dari zat warna, karena respons pada hasil optimasi yaitu 502,3232 nm tidaklah merupakan panjang gelombang optimal dari zat warna indigosol merah. Pada percobaan semua istilah interaksi antara faktor kualitatif dan kuantitatif dimasukkan, maka disimpulkan bahwa hubungan berbeda antara faktor kuantitatif dan respons yang dimodelkan untuk setiap tingkat faktor kualitatif. 


Keywords


adsorpsi; indigosol; limbah cair; optimasi; RSM

Full Text:

PDF


References

Afandi R, Purwanto A. 2018. Spektrofotometer cahaya tam- pak sederhana untuk menentukan panjang gelombang serapan maksimum larutan Fe(SCN)3 dan CuSO4. https:

//eprints.uny.ac.id/56793/1/SKRIPSI%20RIsKI%20AFAN DI%2013306141006%20FISIKA.pdf.

Apriyani N. 2018. Industri batik: Kandungan limbah cair dan metode pengolahannya. Media Ilmiah Teknik Lingkung- an. 3(1):21–29. doi:10.33084/mitl.v3i1.640.

Budi E, Umiatin, Nasbey H, Bintoro RA, Wulandari F, Erli- na. 2016. Activated coconut shell charcoal carbon using chemical-physical activation. p. 050003. doi:10.1063/1. 4941886.

Darmawan S, Syafii W, J Wistara N, Maddu A, Pari G. 2015. Kajian struktur arang-pirolisis, arang-hidro dan karbon aktif dari kayu Acacia mangium Willd. menggunakan di- fraksi Sinar-X. Jurnal Penelitian Hasil Hutan. 33(2):81–92. doi:10.20886/jphh.2015.33.2.81-92.

Fidiastuti, HS, Lathifah A. 2018. Uji karakteristik limbah cair industri batik Tulungagung: Penelitian pendahuluan. Se- minar Nasional Pendidikan Biologi Dan Saintek Iii:296–300. https://publikasiilmiah.ums.ac.id.

Hartanto. 2010. Pembuatan karbon aktif dari empurung ke- lapa Sawit dengan metode aktivasi kimia. Jurnal Sains Materi Indonesia. 12(1):12–16. http://jurnal.batan.go.id/i ndex.php/jsmi/article/view/4588/4002.

Kementrian Perindustrian Republik Indonesia. 2021. Mendo- rong kinerja industri tekstil dan produk tekstil di tengah pandemi:1–37. https://kemenperin.go.id/download/2665 6/Buku-Analisis-Industri-Tekstil-dan-Produk-Tekstil- 2021.

Koehlert K. 2017. Activated carbon: Fundamentals and new applications. https://www.cabotcorp.com/-/media/files/ articles/activated-carbon/article-chemical-engineeri ng-july-2017-activated-carbon-fundamentals-and-n ew-applications.pdf?la=en&rev=211d1e28bccf4a579b127 16f0a7a4451.

Kuntari. 2006. Optimalisasi proses desizing , scouring , ble- aching Dan caustisizing secara simultan. Indonesian Jo- urnal ofMaterials Science. 3(2):118–123. http://jurnal.bat an.go.id/index.php/jsmi/article/view/5068/4390.

Kusumawardhani N, Sulistyarti H, Atikah. 2016. Penentuan panjang gelombang maksimum dan pH optimum dalam pembuatan tes kit sianida berdasarkan pembentukan hi- drindantin. Kimia Student Journal. 1(1):711–717. https://www.neliti.com/publications/249790/penentuan-p anjang-gelombang-maksimum-dan-ph-optimum-dal am-pembuatan-tes-kit-sian.

Munawiroh SZ, Handayani FS, Nugroh BH. 2020. Optimasi formulasi nanoemulsi minyak biji anggur energi tinggi dengan Box Behnken Design (BBD). Majalah Farmaseti- ka.. 4. doi:10.24198/mfarmasetika.v4i0.25864.

Mustaniroh SA, Dewi IA, Subagiyo A, Fajriani S. 2020. Impro- vement of batik liquid waste quality with IPAL mini tech- nology: Case on flower tourism Sidomulyo village in Batu, Indonesia. Indonesian Journal of Cultural and Communi- ty Development. 8. doi:10.21070/ijccd2021690.

Myers RH, Montgomery DC, Anderson-Cook CM. 2016. Res- ponse Surface Methodology: Process and Product Opti- mization Using Designed Experiments. 4th editio edition. Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA. https://www.wiley. com/en-us/Response+Surface+Methodology%3A+Process+and+Product+Optimization+Using+Designed+Experiments%2C+4th+Edition-p-9781118916032.

National Research Council Committee. 2010. Acute exposure guideline levels for selected airborne chemicals. Washington, D.C.: National Academies Press. doi:10.17226/129 78.

Ni’mah YL, Rohmawati I, Ulfin I, Harmami H, Juwono H, Sugi- arso D, Kurniawan F, Suprapto S. 2020. The adsorption of remasol, indigosol and naphtol yellow mixed dyes using activated carbon. p. 030017. doi:10.1063/5.0002666.

Nurainun, Rasyimah, Heriyana. 2008. Analisis industri batik di Indonesia. Fokus Ekonomi. 7(3):124–135. https://medi a.neliti.com/media/publications/24399-ID-analisis-in dustri-batik-di-indonesia.pdf.

Nurmiah S, Syarief R, Sukarno S, Peranginangin R, Nurmata B. 2013. Aplikasi response surface methodology pada op- timalisasi kondisi proses pengolahan Alkali Treated Cot- tonii (ATC). Jurnal Pascapanen dan Bioteknologi Kelaut- an dan Perikanan. 8(1):9. doi:10.15578/jpbkp.v8i1.49.

Perincek S, Duran K. 2016. Optimization of enzymatic & ultra- sonic bio-scouring of linen fabrics by aid of Box-Behnken Experimental Design. Journal of Cleaner Production. 135:1179–1188. doi:10.1016/j.jclepro.2016.06.193.

Putra AM, Fadli A, Helwani Z. 2016. Optimasi pembuatan Tricalcium Phospate (TCP) berpori dengan metode prote- in foaming-starch consolidation menggunakan analisa Response Surface Methodology (RSM). 15(2):1–23. https://media.neliti.com/media/publications/206158-optimas i-pembuatan-tricalcium-phospate-t.pdf.

Qurratu WN, Wan Manan A, Santanaraja J, Sajab MS, Wan Isa- hak WNR, Hua Chia C. 2018. Discoloration of batik efflu- ent by chemically modified oil palm empty fruit bunch fi- bers. Jurnal Kejuruteraan. SI1(4):87–92. doi:10.17576/jku km-2018-si1(4)-11.

Safrianti I, Wahyuni N, Zaharah TA. 2012. Adsorpsi timbal (II) oleh selulosa limbah jerami padi teraktivasi asam nitrat: pengaruh pH dan waktu kontak. 1(2015):7–8. https://jurn al.untan.ac.id/index.php/jkkmipa/article/view/833/749.

Sukmawati. 2018. Optimasi dan validasi metode analisis da- lam penentuan kandungan total flavonoid pada ekstrak daun gedi hijau (Abelmoscus manihot L.) yang diukur menggunakan spektrofotomter UV-Vis. PHARMACON Jurnal Ilmiah Farmasi-UNSRAT. 7(3):32–41. https://ejou rnal.unsrat.ac.id/index.php/pharmacon/article/view/2 0117.

Verayana, Paputungan M, Iyabu H. 2018. Pengaruh aktiva- tor HCl dan H3PO4 terhadap karakteristik (morfologi po- ri) arang aktif tempurung kelapa serta uji adsorpsi pa- da logam timbal (Pb). Jurnal Entropi. 13(1):67–75. https://www.neliti.com/publications/277418/pengaruh-aktiva tor-hcl-dan-h3po4-terhadap-karakteristik-morfologi-pori-arang-akt.

Wikiandy N, Rosidah, Herawati T. 2013. Dampak Pencemaran Limbah Tekstil Terhadap Kerusakan Struktur Organ Ikan Yang Hidup di Daerah Aliran Sungai (DAS) Citarum Bagi- an Hulu - Textile Industrial Waste Pollution Impact Upon Organ Structure Damage On Fish In Upper Citarum River. https://www.semanticscholar.org/paper/Dampak-Pen cemaran-Limbah-Tekstil-Terhadap-Kerusakan-Wiki andy-Rosidah/211d6e59bdd346c5f42d758d994d341be 9c9f731.



DOI: https://doi.org/10.22146/jrekpros.72318

Article Metrics

Abstract views : 1837 | views : 1861

Refbacks

  • There are currently no refbacks.




Copyright (c) 2022 The authors

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

Jurnal Rekayasa Proses  (print ISSN 1978-287X; online ISSN 2549-1490) is published by Chemical Engineering Department, Faculty of Engineering, Universitas Gadjah Mada. View website statistics.