BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1
CANGKANG TELUR BEBEK Cangkang telur yang membentuk lapisan luar dari telur adalah biokeramik
berpori alami. Cangkang telur terdiri dari berbagai lapisan berbeda dapat digambarkan sebagai struktur terorganisasi dengan baik, pembentukan yang dimulai pada segmen berbeda dari saluran sel telur (oviduk). Sejumlah protein yang berbeda (larut dan tidak larut) dan mineral diendapkan selama proses pembentukan cangkang telur. Protein tidak larut berperan sebagai penyusun struktur dan protein larut tertanam di lapisan kapur. Endapan kalsium (Ca) digunakan untuk perkembangan dan pembentukan kerangka embrio [14]. Cangkang telur bebek ditunjukkan pada gambar 2.1, sedangkan komposisi kimia cangkang telur bebek ditampilkan pada tabel 2.1.
Gambar 2.1 Cangkang Telur Bebek [15] Tabel 2.1 Komposisi Kimia Cangkang Telur [16] Senyawa Protein Lemak Air Serat Kasar Abu
Komposisi (%) 1,71 0,36 0,93 16,21 71,34
5
Universitas Sumatera Utara
Cangkang telur terdiri dari enam lapisan berbeda (dari dalam ke luar), yaitu: 1.
Lapisan membran Lapisan membran merupakan bagian lapisan kulit telur terdalam dan terbagi
menjadi lapisan membran dalam dan membran luar yang menyelubungi seluruh isi telur. Lapisan membran dalam berukuran 20 µm dan mengalami kontak langsung dengan albumen. Lapisan membran luar dimana terletak di atas membran dalam mempunyai ketebalan 50 µm. Lapisan membran dalam dan luar terdiri dari serat protein terjalin dan tersusun sejajar dengan permukaan telur untuk mendukung struktur cangkang telur secara keseluruhan. Lapisan membran sangat mempengaruhi kekuatan cangkang dan mencegah penetrasi mikroba. Protein pada lapisan membran mengandung arginine, cystine, asam glutamik, histidine, methionine dan proline dalam jumlah tinggi. 2.
Lapisan mamilary Lapisan ini mempunyai ketebalan 70 µm merupakan lapisan ketiga dari
kulit telur yang membentuk lapisan terdalam dari bagian kapur dimana menembus membran luar melalui kerucut karbonat. Lapisan ini berbentuk kerucut dengan penampang bulat atau lonjong. Lapisan ini sangat tipis dan terdiri dari anyaman protein dan mineral. Adapun pembentukan awal kristal kalsium karbonat (CaCO3) terjadi di knob mamilary, dimana bahan organik utama yang diendapkan selama pembentukan telur. 3.
Lapisan busa Lapisan ini merupakan bagian terbesar dari lapisan kulit telur. Lapisan ini
terdiri dari protein dan lapisan kapur yang terdiri dari kalsium karbonat (CaCO3), kalsium fosfat (CaPO4), magnesium karbonat (MgCO3) dan magnesium fosfat (MgPO4). Lapisan busa terdiri dari lapisan palisade dan lapisan kristal vertikal. Lapisan palisade (ketebalan 200 µm) terletak di atas lapisan mamilary dan membentuk bagian terbesar dari lapisan kapur (kalsifikasi) cangkang telur. Pada lapisan ini, kristal CaCO3 tumbuh tegak lurus terhadap membran cangkang telur. Selain itu, mengandung sejumlah kecil (2-5%) matriks organik yang tergabung dalam kristal CaCO3. Pori-pori terbentuk di lapisan palisade berfungsi sebagai pertukaran gas. Pembentukan pori-pori terjadi ketika kristal yang berdekatan gagal untuk sepenuhnya bergabung satu sama lain sepanjang permukaan sisi
6
Universitas Sumatera Utara
sehingga terbentuk celah antara kristal. Lapisan kristal vertikal (ketebalan 8 µm) merupakan lapisan yang sangat tipis dan sempit dimana terdiri dari bagian paling atas kristal CaCO3 yang menyediakan permukaan untuk pembentukan kutikula. 4.
Lapisan kutikula Lapisan kutikula adalah lapisan terluar protein transparan tidak larut pada
cangkang telur (10-30 µm). Lapisan ini melapisi pori-pori pada kulit telur, tetapi sifatnya dapat dilalui gas sehingga uap air dan gas CO2 masih dapat keluar. Lapisan ini sebagian besar terdiri dari lapisan organik dengan kandungan protein 90% dan kandungan tinggi dari cystine, glycine, asam glutamik, lysine dan tyrosine. Penyusun polisakarida terdiri dari fukosa, galaktosa, glukosa, heksosamin, manosa, dan asam sialik. Berdasarkan hasil penelitian, serbuk cangkang telur bebek mengandung kalsium sebesar 401 ± 7,2 gram atau sekitar 39% kalsium, dalam bentuk kalsium karbonat (CaCO3). Terdapat pula stronsium sebesar 372 ± 161 µg, zat-zat impuritis seperti Pb, Al, Cd, dan Hg terdapat dalam jumlah kecil, begitu pula dengan V, B, Fe, Zn, P, Mg, N, F, Se, Cu dan Cr [14, 16]. Gambar 2.2 merupakan gambar yang menunjukkan empat lapisan yang terdapat dalam cangkang telur.
Gambar 2.2 Struktur dan Lapisan pada Cangkang Telur [17, 18] Cangkang telur bebek terdiri dari bahan organik berupa matriks protein dan bahan kristal inorganik (CaCO3, MgCO3, dan CaPO4) [19]. Komposisi cangkang telur bebek ditampilkan pada tabel 2.2.
7
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.2 Komposisi Cangkang Telur Bebek [20] Komponen Kalsium karbonat (CaCO3) Magnesium karbonat (MgCO3) Kalsium fosfat (CaPO4) Bahan organik
% Berat 94 1 1 4
Cangkang telur terbuat dari matriks organik (4%) terdiri dari membran kulit telur, kutikula dan beberapa zat tertanam di lapisan kalsium karbonat. Adapun matriks protein dibagi dalam 2 kelompok sesuai dengan karakteristik masingmasing, yaitu : 1.
Protein putih telur utama telah diidentifikasi dalam cangkang telur. Zat tersebut adalah ovalbumin, lisozim dan ovotransferrin. Protein ini disintesis dan disekresi oleh uterus (organ cangkang telur terkalsifikasi) dan terutama dilokalisasi di lapisan basal dari cangkang telur.
2.
Kelompok kedua terbuat dari banyak protein disalurkan pada jaringan lain. Osteopontin adalah glikoprotein terfosforilasi di dalam tulang dan ginjal. Protein ini terdapat dalam uterus dan terlokalisasi di cangkang telur. Clusterin (protein sekretori) juga diidentifikasi sebagai cangkang dan protein putih telur dimana berfungsi sebagai pendamping ekstraseluler [21].
2.2
AKTIVASI FISIKA Aktivasi fisika adalah suatu perlakuan terhadap adsorben yang bertujuan
untuk memperbesar pori yaitu dengan cara memecahkan ikatan kimia atau mengoksidasi molekul-molekul permukaan sehingga mengalami perubahan sifat secara fisika yaitu luas permukaannya bertambah besar dan berpengaruh terhadap daya adsorpsi. Tujuan dari proses ini adalah mempertinggi volume, memperluas diameter pori dan dapat menimbulkan beberapa pori yang baru [8]. Metode aktivasi secara fisika antara lain dengan menggunakan uap air (H2O), gas karbondioksida (CO2), oksigen (O2), dan nitrogen (N2). Gas-gas tersebut berfungsi untuk mengembangkan struktur rongga yang ada pada adsorben sehingga memperluas permukaannya, menghilangkan konstituen yang mudah menguap dan membuang produksi pengotor pada adsorben [22].
8
Universitas Sumatera Utara
Dasar metode aktivasi terdiri dari perawatan dengan gas pengoksidasi pada temperatur tinggi. Proses aktivasi menghasilkan CO2 yang tersebar dalam permukaan adsorben karena adanya reaksi antara adsorben dengan zat adsorben [22]. Adapun aktivasi fisika dilakukan dengan menggunakan alat furnace. Furnace adalah sebuah peralatan yang digunakan untuk memanaskan bahan, mengubah bentuknya dan sifat-sifatnya. Prinsip kerjanya adalah memanaskan bahan sampel dengan memasukkan dalam ruang pemanas. Panas pada termokopel berasal dari filamen yang diberi tegangan sehingga menimbulkan panas [23]. Adapun gambar furnace ditampilkan pada gambar 2.3.
Gambar 2.3 Furnace [23] 2.3
PROSES KALSINASI ADSORBEN CANGKANG TELUR Proses kalsinasi merupakan pemanasan zat padat dibawah titik leleh untuk
menghasilkan keadaan dekomposisi termal dari transisi fasa lain selain fasa lelehan [24]. Kalsinasi adalah perlakuan termal yang dilakukan terhadap adsorben agar terjadi dekomposisi senyawa yang berikatan kimia dengan adsorben, yaitu air (H2O) dan karbondioksida (CO2). Kalsinasi merupakan proses endotermik yang berarti memerlukan panas [25].
9
Universitas Sumatera Utara
Kalsinasi diperlukan sebagai penyiapan serbuk untuk diproses lebih lanjut dan juga untuk mendapatkan ukuran partikel yang optimum serta menggunakan senyawa-senyawa dalam bentuk garam atau dihidrat menjadi oksida, membentuk fase kristal. Peristiwa yang terjadi selama proses kalsinasi antara lain: 1. Pelepasan air bebas (H2O) dan terikat (OH) berlangsung sekitar suhu 1000C dan 3000C. 2. Pelepasan gas CO2 berlangsung sekitar suhu 6000C dan pada tahap ini disertai terjadinya pengurangan berat yang cukup berarti 3.
Pada suhu lebih tinggi (sekitar 8000C maupun lebih) struktur kristal sudah terbentuk, dimana pada kondisi ini ikatan di antara partikel serbuk belum kuat dan mudah lepas [26]. Produk-produk yang berguna diperoleh dari metode kalsinasi yang
melibatkan sistem pemanasan yang secara alternatif bisa dibagi menjadi tiga zona, bagian atau periode pemanasan. Dalam periode pertama pemanasan, suhu kalsinasi berkisar antara 350oC dimana terjadi perubahan zink karbonat (ZnCO3) menjadi zink oksida (ZnO), yang mana memberikan efek yang menguntungkan sebagai agen antibakteri. pH yang terbentuk pada suhu 350oC – 400oC sekitar 8,25. Pada temperatur ini, protein dari bahan organik dalam cangkang telur dapat berguna sebagai produk makanan bernutrisi bagi kambing, ayam dan sebagainya. Suhu kalsinasi yang lebih tinggi yaitu pada zona atau periode pemanasan kedua dimana magnesium oksida (MgO) dihasilkan pada suhu sekitar 600oC dari magnesium karbonat (MgCO3). Sedangkan pada suhu 500oC, cangkang telur berisi 75% magnesium karbonat dan 25% magnesium oksida. pH dari MgO sekitar 10 – 11 dimana memberikan kualitas bakteriostatik ke MgO. Lebih jauh lagi, dengan lepasnya oksigen dari molekul MgCO3 selama pemanasan, ukuran pori meningkat. Sebagai hasilnya bubuk cangkang telur kaya dengan MgO, digunakan sebagai makanan atau tambahan makanan dan sebagai agen antibakteria. Temperatur kalsinasi konvensial untuk CaCO3 adalah 900oC. Aktivitas anti mikroba terlihat pada cangkang telur yang dikalsinasi pada temperatur berkisar dari 1000oC sampai 1200oC. Konversi sempurna dari CaCO3 menjadi CaO terjadi pada suhu 1200oC dengan pH berkisar 12,4 [24].
10
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.3 merupakan tabel dari suhu kalsinasi yang dilakukan pada tiga tahapan pemanasan. Tabel 2.3 Suhu Kalsinasi pada Tiga Tahapan Pemanasan [24]
CaCO3
MgCO3
ZnCO3
2.4
100oC
400oC
500oC
650oC
700oC
pH 6,5
-
pH 7,78
pH 8
-
pH 6,9
-
75% MgCO3 25% MgO
-
364oC ZnO 100% agen bakteriostatik pH 8,25
-
pH 1011
-
850oC
1200oC 100% CaO dengan pH 11,5 meningkat50% nya CaCO3 porositas, 50% lebih besar CaO luas permukaan
Sifat bakteriostatik, ukuran pori meningkat, kelarutan meningkat
-
-
-
-
-
CANGKANG TELUR SEBAGAI ADSORBEN Salah satu metode alternatif untuk menghilangkan logam berat dari air
tercemar adalah dengan adsorpsi pada adsorben yang murah, seperti cangkang telur bebek [27]. Salah satu keuntungan menggunakan biomaterial (cangkang telur bebek) sebagai adsorben adalah mudah diregenerasi. Regenerasi dapat dilakukan melalui desorpsi sehingga dapat dilakukan recovery logam-logam yang telah disisihkan dan adanya reuse adsorben [28]. Cangkang telur yang berpori membuat dirinya menjadi bahan yang menarik untuk dijadikan sebagai adsorben. Setiap cangkang telur mengandung 7.00017.000 pori. Kandungan terpenting dalam cangkang telur adalah kalsium karbonat (CaCO3) dimana terdiri dari 90% bahan tersebut [29]. Kalsium karbonat (CaCO3) adalah komponen utama yang terdapat dalam kulit telur. CaCO3 berupa serbuk, putih, tidak berbau, tidak berasa, stabil di udara, tidak larut dalam air, kelarutan dalam air meningkat dengan adanya sedikit garam amonium atau karbondioksida,
11
Universitas Sumatera Utara
larut dalam asam nitrat dengan membentuk gelembung gas. Salah satu sifat kimia dari CaCO3 adalah dapat menetralisasi asam [16]. Cangkang telur memiliki sifat-sifat adsorpsi yang baik, seperti struktur pori, CaCO3 dan protein asam mukopolisakarida yang dapat dikembangkan menjadi adsorben. Gugus fungsi terpenting dari protein asam mukopolisakarida adalah karboksil, amina dan sulfat yang dapat mengikat ion logam berat untuk membentuk ikatan ion. Selain itu, cangkang telur merupakan agen netralisasi dimana semua jenis larutan mudah mengalami kesetimbangan sehingga logam berat dapat mengendap dan terdeposit dalam partikel cangkang telur [3]. Limbah air buangan pada kondisi asam dapat menyebabkan serat protein di cangkang telur bebek berkontraksi (menyusut) dan ditahan secara ketat, mencegah terjadinya reaksi antara H+ dan CaCO3. Fenomena ini menyebabkan terjadinya kenaikan kelarutan cangkang telur bebek, sehingga jumlah adsorbennya meningkat [3]. 2.5
ADSORBEN Kebanyakan zat pengadsorpsi atau adsorben adalah bahan-bahan yang
sangat berpori, dan adsorpsi berlangsung terutama pada dinding-dinding pori atau pada daerah tertentu di dalam partikel itu. Karena pori-pori adsorben biasanya sangat kecil, maka luas permukaan dalamnya menjadi beberapa kali lebih besar dari permukaan luar. Adsorben yang telah jenuh dapat diregenerasi agar dapat digunakan kembali untuk proses adsorpsi [30]. Syarat-syarat adsorben yang baik, antara lain [31]: 1. Mempunyai daya jerap yang tinggi. 2. Berupa zat padat yang mempunyai luas permukaan yang besar. 3. Tidak boleh larut dalam zat yang akan diadsorpsi. 4. Tidak boleh mengadakan reaksi kimia dengan campuran yang akan dimurnikan. 5. Dapat diregenerasi kembali dengan mudah. 6. Tidak beracun. 7. Tidak meninggalkan residu berupa gas yang berbau. 8. Mudah didapat dan harganya murah.
12
Universitas Sumatera Utara
2.6
KLASIFIKASI ADSORBEN
2.6.1 Berdasarkan Sifatnya Terhadap Air Tabel 2.4 merupakan klasifikasi adsorben berdasarkan kemampuan menjerap air. Tabel 2.4 Penggolongan Adsorben berdasarkan Kemampuan Menjerap Air [30] Jenis Penyusun Struktur Molecular sieve karbon, Hidrofobik Polimer Karbon Aktif Silikat Zeolit: 3A (KA), 4A (NaA), Silika Gel 5A (CaA), 13X (NaX), Hidrofilik Alumina Aktif Mordenite, Chabizite dan lain-lain 2.6.2 Berdasarkan Jenisnya Klasifikasi adsorben berdasarkan jenisnya terbagi menjadi: 1.
Adsorben Karbon Adsorben karbon seperti karbon aktif, kokas aktif, karbon molecular sieve
adalah bahan padat berpori tinggi dimana karena sifat permukaan menyebabkan terakumulasinya bahan organik dan non polar [32]. Adsorben karbon diproduksi dari bahan organik seperti kayu, kokas petroleum, gambut, batu bara, cangkang kelapa sawit, antrasit, inti plum, cangkang kelapa, sekam padi, lignin, serbuk gergaji, benih sekam, tulang, dan lain-lain [33]. Karbon aktif merupakan jenis adsorben yang paling terkenal dan banyak digunakan dalam pengolahan air limbah. Proses pembuatan karbon aktif terdiri dari dehidrasi, karbonisasi bahan baku dan aktivasi. Proses karbonisasi mengubah bahan organik menjadi karbon primer dimana merupakan campuran abu, tar, karbon amorphous, dan kristal karbon. Selama karbonisasi, produk yang terdekomposisi/tar terdeposisi di pori-pori, kemudian dihilangkan pada proses aktivasi. Aktivasi terdiri dari dua proses, yaitu pemanasan yang menyebabkan dekomposisi produk (tar) yang amorphous dan perbesaran ukuran pori [33]. Gambar karbon aktif ditunjukkan pada gambar 2.4.
13
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.4 Karbon Aktif [34] 2.
Silika gel Silika gel bersifat inert, tidak beracun, polar dan bentuk amorphous stabil (<
4000C) dari SiO2. Silika gel merupakan hasil reaksi dari sodium silikat dan asam asetat, kemudian mengalami proses aging, pickling, dan lain-lain. Adsorben silikat yang berhubungan termasuk magnesium silikat, kalsium silikat, dan lainlain [35]. Silika gel umumnya digunakan sebagai adsorben untuk senyawa polar. Selain itu, juga dapat digunakan untuk menyerap ion-ion logam dengan prinsip pertukaran ion namun kemampuannya untuk menyerap logam terbatas [36]. Kemampuan adsorpsi dan sifat kimia silika gel sangat tergantung pada keberadaan struktur grup Si-OH pada permukaan. Kelebihan dari silika gel adalah tidak terbakar, kekuatan mekanik yang baik, dan regenerasi pada suhu rendah 100-2000C [37]. Adapun gambar silika gel ditunjukkan pada gambar 2.5.
Gambar 2.5 Silika Gel [38]
14
Universitas Sumatera Utara
3.
Zeolit (Molecular Sieve) Zeolit adalah kristal silikat dengan rumus kimia Me2/nO.Al2O3.xSiO2.yH2O
(n = valensi) terdiri dari oksida alkali atau logam alkali tanah (Na, K, Ca) dan dikarakterisasi dengan struktur pori dengan dimensi masing-masing pada rentang ukuran molekul. Pemisahan molecular sieve berdasarkan pada ukuran molekul dan bentuk disebabkan ukuran pori yang kecil (< 1 nm) dan distribusi pori yang sempit [37]. Beberapa spesimen zeolit berwarna putih, kebiruan, kemerahan, coklat karena hadirnya oksida besi atau logam lainnya. Struktur zeolit dapat dibedakan dalam tiga komponen yaitu rangka aluminosilikat, ruang kosong saling berhubungan yang berisi kation logam dan molekul air dalam fase occluded. Sifat kimia zeolit antara lain mengalami hidrasi pada suhu tinggi, sebagai penukar ion, dan mengadsorpsi gas dan uap [1]. Adapun gambar zeolit ditunjukkan pada gambar 2.6.
Gambar 2.6 Zeolit [39, 40] 4.
Polimer Beberapa adsorben polimer bersifat hidrofilik dan ada yang bersifat
hidrofobik. Harga adsorben polimer sepuluh kali lebih mahal dibandingkan adsorben lainnya. Aplikasi adsorben ini adalah proses recovery dan pemurnian antibiotik dan vitamin, penghilangan warna (decolorization), pemisahan bahan organik halogen dari air, perawatan limbah industri tertentu seperti larutan fenol dan recovery VOC dari off-gas. Contoh adsorben polimer adalah polistirena divinil benzena, polimetakrilat, etilvinilbenzena, dan lain-lain [41].
15
Universitas Sumatera Utara
5.
Alumina Aktif Alumina aktif diproduksi dari alumina yang terhidrasi (Al2O3.nH2O) dimana
n = 1 atau 3, dengan cara dehidrasi (kalsinasi) pada kondisi terkontrol untuk mendapatkan n = 0,5. Ketika alumina terhidrasi dipanaskan, grup hidroksil meninggalkan struktur bahan padat berpori dari alumina aktif. Bahan ini berwarna putih, transparan, dan berkapur [41]. Alumina aktif digunakan untuk menghilangkan uap air dari gas, menghilangkan limbah logam berat seperti As(V), Cl-, F-, PO43- dari air [33]. Adapun gambar alumina aktif ditunjukkan pada gambar 2.7.
Gambar 2.7 Alumina Aktif [42] Berikut merupakan tabel sifat fisik beberapa jenis adsorben komersial yang sering digunakan dalam pengolahan air limbah ditunjukkan pada tabel 2.5. Tabel 2.5 Sifat Fisik Beberapa Jenis Adsorben Komersial [37, 43] Densitas Luas Diameter Porositas Partikel Permukaan Adsorben Sifat Pori Partikel (g/cm3) (m2/g) (A0) Alumina Hidrofilik, 10-75 0,5 1,25 320 aktif amorphous Silika gel
Karbon aktif
Hidrofolik/ hidrofobik amorphous Hidrofobik, amorphous
22-26
0,47
1,09
750-850
10-25
0,4-0,6
0,5-0,9
400-1200
16
Universitas Sumatera Utara
Karbon molecular -sieve Zeolit molecular -sieve Adsorben polimer
Hidrofobik
2-10
0,35-0,5
0,98
400
Hidrofilik polar, kristal
3-10
0,2-0,5
1,4
600-700
40-25
0,4-0,55
-
80-700
Hidrofobik, amorphous
2.6.3 Berdasarkan Ukuran Pori Tabel 2.6 berikut ini adalah klasifikasi adsorben berdasarkan ukuran pori adsorben. Tabel 2.6 Penggolongan Adsorben Berdasarkan Ukuran Pori [30] Tipe Diameter Pori (ω) Karakteristik Mikropori
ω < 2 nm
Superimposed wall potentials
Mesopori
2 nm < ω > 50 nm
Kondensasi kapiler
Makropori
ω > 50 nm
Efektif pada dinding tipis
Pada mikropori, diameter antarpori sangat kecil sehingga terjadi tarikmenarik antara dinding pembentuk pori yang saling berlawanan. Tarik-menarik tersebut menimbulkan energi potensial sehingga menghasilkan hasil penjerapan yang kuat. Pada makropori, terjadi difusi molekul ke dalam partikel pori. Untuk adsorpsi fasa gas, molekul tidak akan mengisi adsorbat sampai fasa gas menjadi jenuh [30]. 2.7
PEMILIHAN JENIS – JENIS ADSORBEN Berdasarkan pemilihan cara pengolahan limbah logam berat maka dipilih
proses adsorpsi untuk mengolah limbah logam berat. Pada saat ini dalam berbagai penelitian telah menggunakan berbagai macam jenis adsorben. Adapun setiap jenis adsorben masing-masing memiliki kelemahan dan kelebihan dimana ditampilkan pada tabel 2.7. Dari beberapa sifat kelemahan dan kelebihan pada setiap jenis adsorben pada tabel 2.7 disimpulkan bahwa adsorben dari cangkang telur merupakan adsorben yang lebih baik. Hal ini disebabkan cangkang telur merupakan limbah 17
Universitas Sumatera Utara
Bahan Adsorben Tempurung Tanaman
Tabel 2.7 Kelemahan dan Kelebihan Jenis – Jenis Adsorben Kelebihan Kelemahan Banyak tanaman yang memiliki tempurung seperti tanaman jarak pagar dan kemiri. Tanaman ini akan diolah menjadi arang aktif. Arang aktif inilah yang sama dengan karbon aktif. Namun tidak semua tanaman memiliki kapasitas adsorpsi yang sama. Maka dari itu selalu dicari tanaman yang dapat diolah menjadi adsorben dan memiliki kapasitas adsorpsi yang sama dengan karbon aktif [44].
Karena tidak semua tanaman memiliki kapasitas penjerapan yang sama maka tidak semua tanaman layak digunakan untuk diolah menjadi karbon aktif. Dengan demikian, bahan baku adsorben karbon aktif semakin berkurang dan membuat harganya menjadi mahal [44].
Batu Kapur
Batu kapur memiliki kalsit pada permukaannya sehingga ikatan antara logam Cd (II) dan Pb (II) dan adsorben membentuk larutan padat yang stabil [45].
Batu kapur memiliki kegunaan lain selain sebagai adsorben, sehingga penggunaan batu kapur sebagai adsorben akan menjadi semakin sedikit [45].
Cangkang Telur
Cangkang telur merupakan limbah yang Kapasitas penjerapan dari cangkang telur tidak bersifat ekonomis. Jumlah cangkang tidak sebesar kapasitas penjerapan batu telur terdapat di lingkungan dalam jumlah kapur [12]. yang banyak dan harga yang murah. Selain itu, cangkang telur memiliki kalsit yang sama seperti batu kapur sehingga dapat digunakan sebagai adsorben [12].
Birnessite Sintesis
Birnessite sintesis merupakan hasil kalsinasi antara asam sitrat dengan Birnessite ini merupakan KMnO4. adsorben yang baik dalam penjerapan logam Cd [46].
Limbah Serbuk Kayu
Pada limbah serbuk kayu memiliki lignin Proses pengolahan limbah serbuk kayu yang dapat digunakan sebagai adsorben menjadi adsorben penjerap logam Cu untuk menjerap logam Cu [46]. lebih sulit. Hal ini dikarenakan pembuatan adsorben membutuhkan proses destilasi dan pemanasan serta penggunaan etanol. Dengan peralatan dan bahan tambahan membuat harga dari adsorben ini menjadi mahal [46].
Pembuatan Birnessite sintesis ini lebih mahal. Hal ini disebabkan penggunaan bahan kimia dalam pembuatan adsorben seperti asam sitrat, KMnO4 dan HCl [46].
18
Universitas Sumatera Utara
dapur yang banyak dibuang dari perumahan, hotel, rumah makan dan lain sebagainya. Selain itu, cangkang telur bernilai non ekonomis karena tidak memiliki manfaat bagi masyarakat. Dengan mengetahui bahwa pada cangkang telur mengandung kalsit (CaO) yang dapat menjerap logam berat maka cangkang telur digunakan sebagai adsorben yang sesuai untuk proses adsorpsi dalam penelitian ini. 2.8
LIMBAH KADMIUM (Cd) Logam Kadmium (Cd) memiliki karakteristik berwarna putih keperakan
seperti logam aluminium, tahan panas dan tahan terhadap korosi. Logam Kadmium (Cd) biasanya selalu dalam bentuk campuran dengan logam lain terutama dalam pertambangan timah hitam dan seng [48]. Berikut ditampilkan gambar logam kadmium (Cd) pada gambar 2.8.
Gambar 2.8 Logam Kadmium (Cd) [49] Kadmium (Cd) digunakan untuk cat, campuran gigi, bahan pengganti untuk timah/kaleng, batere, alloys, electroplating, pelapisan (coating), dan stabilizer untuk plastik [50]. Sifat – sifat fisik kadmium (Cd) ditampilkan pada tabel 2.8. Tabel 2.8 Sifat Fisik Kadmium [51] Sifat- Sifat Fisika Nama Kadmium Simbol Cd Nomor atom 40 Massa Atom Relatif 112,4 Titik Didih 7670C Titik Leleh 3210C
18
Universitas Sumatera Utara
Logam berat masuk ke dalam jaringan tubuh makhluk hidup melalui beberapa cara seperti pernafasan, pencernaan dan penetrasi melalui kulit. Di dalam tubuh hewan logam diabsorpsi darah, berkaitan dengan protein darah yang kemudian didistribusikan ke seluruh jaringan tubuh [52]. Logam Kadmium (Cd) akan mengalami proses biotransformasi dan bioakumulasi dalam organisme hidup (tumbuhan, hewan dan manusia). Dalam tubuh biota perairan jumlah logam yang terakumulasi akan terus mengalami peningkatan (biomagnifikasi) dan dalam rantai makanan biota yang tertinggi akan mengalami akumulasi kadmium (Cd) yang lebih banyak [53]. Kadmium (Cd) dalam tubuh terakumulasi dalam hati dan terutama terikat sebagai metalotinein. Di dalam senyawa metalotinein mengandung unsur sistein. Unsur sistein merupakan ion logam kadmium (Cd) yang terikat dalam gugus sufhidril (-SH) dalam enzim seperti karboksil, sistenil, histidil, hidroksil dan fosfatil dari protein purin. Kemungkinan besar pengaruh toksisitas kadmium (Cd) disebabkan oleh interaksi antara kadmium (Cd) dan protein tersebut, sehingga menimbulkan hambatan terhadap aktivitas kerja enzim dalam tubuh [52]. Kadmium (Cd) merupakan salah satu jenis logam berat yang berbahaya karena elemen ini berisiko tinggi terhadap pembuluh darah. Kadmium (Cd) berpengaruh terhadap manusia dalam jangka waktu panjang dan dapat terakumulasi pada tubuh khususnya hati dan ginjal. Menurut Peraturan Pemerintah Nomor 82 Tahun 2001 tentang Pengolahan Kualitas Air dan Pengendalian Pencemaran Air konsentrasi Cd (II) yang aman untuk air minum manusia tidak lebih dari 1 ppm [53]. 2.9
ADSORPSI Adsorpsi adalah proses pemisahan dimana komponen tertentu dari suatu
fase fluida berpindah ke permukaan zat padat yang menjerap (adsorben). Biasanya partikel-partikel kecil, zat penjerap ditempatkan dalam suatu hamparan tetap kemudian fluida dialirkan melalui hamparan tersebut sampai zat padat itu mendekati jenuh dan proses pemisahan yang dikehendaki tidak dapat berlangsung lagi.
19
Universitas Sumatera Utara
Adsorpsi biasanya dapat dijelaskan dari tegangan permukaan suatu zat padat. Molekul-molekul yang ada dalam zat padat mendapat gaya-gaya yang tidak sama, sehingga untuk mengimbangi gaya-gaya bagian dalam maka molekulmolekul, biasanya gas atau liquid menjadi tertarik ke permukaan. Gaya ini relatif rendah dan disebut gaya Van der Waals. Dalam peristiwa adsorpsi, zat-zat yang tertarik pada permukaan zat padat disebut dengan adsorbat, sedangkan adsorben adalah suatu adsorber dalam suatu peristiwa adsorpsi [54]. Gambar 2.9 adalah sketsa proses adsorpsi yang terjadi.
Fasa Cair Adsorpsi
Adsorbat
Desorpsi
Heterogen
Homogen
Adsorben
Fasa Padat
Gambar 2.9 Proses Adsorpsi [55] Proses adsorpsi terjadi pada permukaan pori-pori dalam adsorben, sehingga untuk bisa teradsorpsi, logam dalam cairan mengalami proses-proses sebagai berikut [2]: 1. Perpindahan massa logam dari cairan ke permukaan adsorben. 2. Difusi dari permukaan adsorben ke dalam adsorben melalui pori. 3. Perpindahan massa logam dari cairan dalam pori ke dinding pori adsorben. 4. Adsorbsi logam pada dinding pori adsorben.
20
Universitas Sumatera Utara
Faktor-faktor yang mempengaruhi adsorpsi adalah sebagai berikut [56]: 1. Jenis adsorbat a) Ukuran molekul adsorbat Ukuran molekul yang sesuai merupakan hal penting agar proses adsorpsi dapat terjadi, karena molekul-molekul yang dapat diadsorpsi adalah molekul-molekul yang diameternya lebih kecil atau sama dengan diameter pori adsorben. b) Kepolaran zat Apabila berdiameter sama, molekul-molekul polar lebih kuat diadsorpsi daripada molekul-molekul tidak polar. Molekulmolekul yang lebih polar dapat menggantikan molekul-molekul yang kurang polar yang terlebih dahulu teradsorpsi. 2. Karakteristik adsorben a) Kemurnian adsorben Sebagai zat untuk mengadsorpsi, maka adsorben yang lebih murni lebih diinginkan karena kemampuan adsorpsi lebih baik. b) Luas permukaan dan volume pori adsorben Jumlah molekul adsorbat yang teradsorpsi meningkat dengan bertambahnya luas permukaan dan volume pori adsorben. 3. Tekanan (P) Tekanan yang dimaksud adalah tekanan adsorbat. Kenaikan tekanan adsorbat dapat menaikkan jumlah yang diadsorpsi. 4. Temperatur absolut (T) Temperatur yang dimaksud adalah temperatur adsorbat. Pada saat molekul-molekul gas atau adsorbat melekat pada permukaan adsorben akan terjadi pembebasan sejumlah energi yang dinamakan peristiwa eksotermis. Berkurangnya temperatur akan menambah jumlah adsorbat yang teradsorpsi demikian juga untuk peristiwa sebaliknya. 5. Interaksi potensial (E) Interaksi potensial antara adsorbat dengan dinding adsorben sangat bervariasi
tergantung
dari
21
sifat
adsorbat-adsorben.
Universitas Sumatera Utara
2.10 PROSES PEMBUATAN ADSORBEN DAN KARAKTERISASI Tabel 2.9 Daftar Nama Peneliti, Judul Penelitian, Proses Pembuatan dan Karakterisasi Adsorben Cangkang Telur Nama, Tahun
Muhammad dkk, 2012
Nacera dan Aicha, 2007
R. Bhaumik et al, 2011
P. Pongtonglor et al, 2011
Judul Penelitian
Proses Pembuatan Adsorben dan Karakterisasi
Adsorpsi komponen lignosulfonat dengan menggunakan serbuk cangkang telur
Membran dipisahkan dari cangkang telur ayam dengan tangan. Cangkang telur kemudian dicuci dengan air distilasi, dikeringkan, digiling menjadi serbuk dengan ukuran partikel 50, 100, 150 µm dan disimpan dalam desikator. Karakterisasinya dengan menggunakan SEM (JEM-2010, JEOL); X-ray diffraction (pengukuran dengan RINT 2000) [57].
Cangkang telur ayam dicuci dengan air keran selama beberapa kali, Model kesetimbangan dan kinetika kemudian air redistilasi selama 3 kali. Selanjutnya, dikeringkan di oven adsorpsi Fe dengan cangkang telur pada suhu 700C. Cangkang telur yang telah kering kemudian disaring pada sistem batch : efek suhu melewati ayakan sieve untuk mendapatkan ukuran 50-315 µm [27]. Cangkang telur dicuci dengan air distilasi selama dua kali. Kemudian, Adsorben serbuk cangkang telur bebek dikeringkan di oven pada 1100C selama 12 jam. Selanjutnya, digiling dan dalam menjerap fluoride dari larutan : diayak dengan ukuran 100, 150, 250, 300, 350 µm mesh. Karakterisasi studi kesetimbangan, kinetika dan adsorben menggunakan SEM analyzer (HITACHI, S-530, SEM dan ELKO termodinamika Engineering), IR Spectrum, dan FTIR [4].
Utilisasi limbah cangkang sebagai adsorben humiditas
Membran dari cangkang telur ayam dan bebek dihilangkan dan dicuci dengan air distilasi untuk menghilangkan adhesi. Kemudian, dikeringkan dengan udara selama 2 hari. Selanjutnya, digiling menjadi serbuk telur menggunakan mortar dan alu. Cangkang telur dipanaskan pada suhu 13000C selama 4 jam dengan laju 5oC/menit. Karakterisasi menggunakan SEM (Leo 1455 VP) dengan kekuatan voltase 20 kV dan X-Ray Diffractometer [11].
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.9 Lanjutan Daftar Nama Peneliti, Judul Penelitian, Proses Pembuatan dan Karakterisasi Adsorben Cangkang Telur Nama, Tahun Judul Penelitian Proses Pembuatan Adsorben dan Karakterisasi Cangkang telur yang mengandung membran disimpan dalam air es. Cangkang telur ayam distripping dari membrannya setelah mengalami pembersihan. Membran tersebut direndam dalam larutan asam asetat 70% selama dua hari untuk melarutkan residu cangkang telur, kemudian dicuci dengan air deionisasi untuk melemahkan asam dan dikeringkan di oven Karakterisasi dan sifat adsorpsi W.T. Tsai et al, 2005 pada suhu 500C selama 2 hari. Kemudian, cangkang telur dan membrannya cangkang telur dan membran digiling menjadi partikel serbuk sebagai adsorben. Karakterisasinya menggunakan analisa SEM (JEOL JXA-840) beroperasi pada 20 kV, FTIR, dan analisis komponen dengan elemental analyzer (CHN-O-RAPID, Heraeus Co., Germany) [10].
S.E. Ghazy et al, 2008
A.A. Bawa Putra dkk, 2008
Cangkang telur dicuci dengan air dan dikeringkan selama 2 jam di oven pada suhu 1250C, selanjutnya didinginkan sampai suhu ruangan, Pemisahan kromium (III) dan dihancurkan, diayak dengan ukuran 25-63 µm. Sampel tersebut disimpan ke kromium (VI) dari sampel air dalam desikator. Karakterisasi komponen kimia menggunakan analisis lingkungan dengan menggunakan infrared (Mattson 5000 FT-IR Spectrofotometer). Selain itu, pengukuran adsorben cangkang telur konsentrasi menggunakan AAS dan Unicam UV 2100 UV-Vis [58]. Cangkang telur ayam dibersihkan dan dibilas dengan aquades, kemudian dikeringkan dalam udara bebas. Setelah kering, cangkang telur ayam digerus dan diayak. Ukuran sampel yang diambil adalah sampel yang lolos Studi adsorpsi-desorpsi logam timbal ayakan 250 µm dan tertahan pada ayakan 106 µm (106 µm-250 µm). (Pb) dalam larutan dengan cangkang Serbuk cangkang telur ayam ini kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 1100C selama 1 jam. Setelah itu, disimpan dalam desikator. Penentuan telur ayam luas permukaan adsorben digunakan metode metilen biru dengan peralatan Spektrofotometer UV-Vis dan pengukuran konsentrasi dengan peralatan AAS [12].
Universitas Sumatera Utara
Tabel 2.9 Lanjutan Daftar Nama Peneliti, Judul Penelitian, Proses Pembuatan dan Karakterisasi Adsorben Cangkang Telur Nama, Tahun I.M.Muhammad, 2012
Nuttawan dan Nuttakan, 2006
Chumlong et al, 2007
Judul Penelitian
Proses Pembuatan Adsorben dan Karakterisasi Cangkang telur dihancurkan, dicuci dengan air selama beberapa kali dan dikeringkan. Selanjutnya, digiling, diayak dengan ayakan 212-63 µm dan Penjerapan crude oil dari air dengan dicuci dengan air distilasi. Kemudian, cangkang telur dikeringkan di oven menggunakan cangkang telur pada suhu 700C selama 24 jam. Karakterisasi menggunakan FTIR, SEM, dan EDX [13]. Untuk menghindari dekomposisi, cangkang telur dicuci dengan air keran, kemudian direbus dengan air distillasi, dan dikeringkan pada suhu 1050C di oven selama 2 jam. Membran dilepaskan dari cangkang telur kemudian Adsorpsi zat warna reaktif dengan digiling secara terpisah dengan blender. Serbuk cangkang telur diayak menggunakan cangkang telur dan untuk mendapatkan partikel dengan variasi ukuran. Penentuan konsentrasi membran larutan zat warna reaktif dilakukan dengan peralatan Spektrofotometer UV1201 Shimadzu [29]. Cangkang telur ayam dan bebek biasa dan direbus masing-masing dicuci dengan air keran beberapa kali kemudian dikeringkan dan dipanaskan di oven pada suhu 400C selama 30 menit (komponen protein dapat terdenaturasi pada suhu tinggi). Selanjutnya, digiling menjadi serbuk Penjerapan logam Pb dari limbah dengan grinder, dan diayak dengan 60-100 mesh (ukuran 0,25-0,104 mm). baterai dengan cangkang telur Karakterisasi komposisi kimia adsorben dengan menggunakan peralatan XRay Fluorescence Spectrometer (XRF S4 Explorer) dan morfologi adsorben dengan SEM Hitachi S-2500 [3].
Universitas Sumatera Utara
2.11 DESKRIPSI PROSES Berdasarkan pemilihan proses pembuatan adsorben cangkang telur bebek dan karakterisasinya yang ditunjukkan pada tabel 2.9, maka dipilih proses pembuatan adsorben cangkang telur bebek dengan suhu aktivasi 110, 600, dan 8000C untuk mengetahui hubungan suhu aktivasi terhadap sifat fisik dan karakteristik adsorben, % berat sampel hilang selama proses aktivasi, dan luas permukaan adsorben. Pada penelitian ini, tidak dilakukan percobaan pada cangkang telur bebek yang tidak mengalami aktivasi. Hal ini disebabkan karena dengan perlakuan termal maka struktur pori adsorben lebih terbuka dan semakin banyak CaCO3 yang terdekomposisi menjadi CaO sehingga lebih efektif dalam menjerap logam berat. Selain itu, tidak dilakukan proses aktivasi kimia misalnya dengan penambahan HCl, NaOH, dan lain-lain karena pertimbangan biaya. Berdasarkan pemilihan jenis adsorben, dipilih adsorben cangkang telur untuk digunakan sebagai adsorben dalam penjerapan limbah logam berat Cd(II). Hal ini terlihat bahwa kalsit (CaO) pada cangkang telur dapat digunakan untuk menjerap ion logam berat Cd(II). Selain itu, cangkang telur murah dan dapat ditemukan di lingkungan. Jenis cangkang telur yang digunakan adalah cangkang telur bebek. Hal ini didasarkan pada hasil penelitian Arunlertaree [3], cangkang telur bebek memiliki % penyisihan yang paling besar. Maka dari itu, cangkang telur bebek digunakan dalam proses adsorpsi logam berat. Berdasarkan pemilihan proses pengolahan limbah logam berat, dipilih proses adsorpsi untuk mengolah limbah logam berat. Proses adsorpsi merupakan proses yang lebih banyak dipilih dalam dunia industri. Hal ini disebabkan biaya yang murah dan kapasitas dari adsorpsi yang baik untuk digunakan dalam penjerapan limbah logam berat. Berdasarkan ketiga hal di atas, maka dilakukanlah penelitian mengenai karakterisasi adsorben cangkang telur bebek yang diaktivasi secara termal. Cangkang telur yang digunakan akan diolah lebih lanjut sebagai adsorben. Cangkang telur akan dicuci dan digerus sehingga diperoleh serbuk cangkang telur yang lolos ayakan 140 mesh. Serbuk cangkang telur akan dipanaskan pada suhu 110oC,
600oC
dan
800oC
untuk
dikarakterisasi.
Adapun
karakterisasi
menggunakan peralatan SEM-EDX.
22
Universitas Sumatera Utara
Adsorben yang telah dihasilkan pada berbagai suhu aktivasi akan ditentukan luas permukaannya. Penentuan luas permukaan adsorben dilakukan dengan pengujian metilen biru. Selanjutnya, adsorben dengan luas permukaan yang paling besar pada salah satu suhu aktivasi digunakan dalam penelitian proses adsorpsi. Proses adsorpsi penelitian ini digunakan larutan logam Cd(II). Larutan ini akan diadsorpsi dengan adsorben cangkang telur bebek pada suhu aktivasi terbaik. Proses adsorpsi ini akan dibantu dengan menggunakan pengadukan dari magnetic stirrer. Filtrat akan diambil setiap 10 menit sampai 110 menit. Filtrat yang diambil akan diuji dengan menggunakan peralatan Spektrofotometer AAS. Data yang diperoleh dari peralatan AAS akan diolah untuk memperoleh jumlah logam Cd(II) yang teradsorpsi sehingga menunjukkan kemampuan adsorben dalam menjerap logam Cd(II). 2.12 ANALISA BIAYA Analisa biaya proses pembuatan adsorben ini dibandingkan antara adsorben komersial seperti karbon aktif dengan adsorben cangkang telur bebek. Jadi, analisa biaya ditinjau dari segi biaya dan jumlah adsorben yang dibutuhkan dalam menjerap logam Cd(II). Salah satu adsorben alternatif adalah cangkang telur bebek dimana memiliki sifat-sifat adsorpsi yang baik, seperti struktur pori, CaCO3 dan protein asam mukopolisakarida yang dapat dikembangkan menjadi adsorben [3]. Berdasarkan penelitian ini bahwa dalam proses adsorpsi logam Cd(II) oleh adsorben cangkang telur bebek dimana 1 liter larutan logam Cd(II) 12,5 ppm dibutuhkan 1,5 gram adsorben. Jadi, pada skala industri dengan 1000 liter larutan logam Cd(II) 12,5 ppm dibutuhkan 1,5 kg adsorben. Bahan baku adsorben berupa limbah cangkang telur bebek, jadi tidak diperlukan biaya bahan baku. Adapun biaya ditinjau dari segi tempat saja. Luas ruangan yang dibutuhkan sekitar 50 m2 maka berikut adalah estimasi biaya tempat: 50 m2 X Rp 100.000,-/m2
= Rp 5.000.000,00
Maka estimasi total biaya yang diperlukan untuk pembuatan adsorben cangkang telur bebek adalah sebagai berikut:
23
Universitas Sumatera Utara
1.
Biaya Tempat
= Rp 5.000.000,00
Total
= Rp 5.000.000,00
Adsorben yang biasanya digunakan dalam proses adsorpsi adalah alumina, karbon aktif, silika gel, zeolit (molecular sieve), polimer dan lain-lain. Adsorben tersebut mempunyai kemampuan adsorpsi yang baik tetapi tidak ekonomis [2]. Berikut merupakan harga masing-masing jenis adsorben di pasaran [59] : 1. Karbon Aktif Iodin
= Rp 9.000/kg
2. Karbon Aktif Calgon
= Rp 44.000/kg
3. Antrasit
= Rp 6.000/kg
4. Silika (Pasir Kuarsa)
= Rp 1.600/kg
5. Zeolit
= Rp 5.600/kg
6. Pasir Aktif
= Rp 7.200/kg
Berdasarkan penelitian Hema [60], proses adsorpsi logam Cd(II) oleh adsorben karbon aktif dimana 1 liter larutan logam Cd(II) 30 ppm dibutuhkan 5 gram adsorben. Untuk menyesuaikan konsentrasi larutan dengan penelitian ini maka dengan 1 liter larutan logam Cd(II) 12,5 ppm dibutuhkan 2,083 gram. Jadi, pada skala industri dengan 1000 liter larutan logam Cd(II) 12,5 ppm dibutuhkan 2,083 kg adsorben. Sebagai perbandingan, maka diambil contoh perhitungan estimasi biaya bahan baku adsorben karbon aktif Calgon sebagai berikut : Karbon Aktif = 2,083 kg x Rp 44.000,00 = Rp 91.652,00 Selain ditinjau dari segi bahan baku maka perlu juga ditinjau dari tempat. Luas ruangan yang dibutuhkan sekitar 50 m2 maka berikut adalah estimasi biaya tempat : 50 m2
X Rp 100.000,-/m2
= Rp 5.000.000,00
Maka estimasi total biaya yang diperlukan untuk pembuatan adsorben karbon aktif adalah sebagai berikut: 1.
Biaya Bahan Baku
= Rp
2.
Biaya Tempat
= Rp 5.000.000,00
Total
91.652,00
= Rp 5.091.652,00
Setelah dilihat analisis biaya pada masing-masing pembuatan adsorben karbon aktif dan cangkang telur bebek yang diaktivasi secara termal maka
24
Universitas Sumatera Utara
diketahui proses pembuatan adsorben dengan cangkang telur bebek lebih murah. Adapun limbah yang awalnya bersifat non ekonomis dapat menjadi ekonomis dengan pembuatan adsorben ini. Selain itu, pada pengolahan limbah logam Cd(II) dengan konsentrasi yang sama dibutuhkan jumlah adsorben karbon aktif yang lebih besar dibandingkan dengan adsorben cangkang telur bebek. Selain ditinjau dari segi biaya dan jumlah adsorben, dilihat juga dari segi daya adsorpsinya yang berhubungan dengan karakteristik adsorben seperti luas permukaan. Karbon aktif merupakan senyawa karbon amorf yang dibuat dari bahan yang berasal dari hewan, tumbuh-tumbuhan, limbah ataupun mineral yang mengandung karbon (tulang, kayu, sekam, tempurung kelapa, ampas penggilingan tebu, dan lain-lain) dengan cara aktivasi. Luas permukaan karbon aktif sekitar 1000-2000 m2/g. Karbon aktif dapat digunakan dalam pemurnian gas (menghilangkan belerang, gas beracun), penjernihan air (mengadsorpsi logamlogam), menyerap kotoran dan sebagai filter, dan pemucatan minyak. Cangkang telur yang berpori membuat dirinya menjadi bahan yang menarik untuk dijadikan sebagai adsorben. Setiap cangkang telur mengandung 7.00017.000 pori. Proses kalsinasi menyebabkan CaCO3 terdekomposisi menjadi CaO dan CO2. Adanya kalsit (CaO) yang ada pada cangkang telur bebek dapat digunakan sebagai adsorben untuk mengadsorpsi logam – logam berat. Luas permukaan cangkang telur yang didapat melalui percobaan ini sekitar 2200-2700 m2/g. Kemampuan adsorben dalam menjerap logam berat sangat bergantung pada luas permukaan porinya. Adapun luas permukaan cangkang telur lebih besar, sehingga daya adsorpsinya lebih tinggi. Selain itu, cangkang telur dapat dijadikan sebagai adsorben dalam keadaan aktivasi maupun tidak diaktivasi, sehingga lebih fleksibel dalam pembuatan dan segi biaya. Selanjutnya, adsorben cangkang telur memiliki kemampuan lebih dalam menjerap logam berat dibandingkan dengan karbon aktif. Jadi, dari segi daya adsorpsi, analisa biaya, dan jumlah adsorben dapat dilihat bahwa cangkang telur lebih baik sehingga digunakan cangkang telur pada penelitian ini.
25
Universitas Sumatera Utara