PEMBUATAN BIO KOAGULAN DARI BIJI KELOR (Moringa Oleifera) SEBAGAI PENGGANTI KOAGULAN SINTETIS (TAWAS)

TUGAS AKHIR

PEMBUATAN BIO KOAGULAN DARI BIJI KELOR (Moringa Oleifera) SEBAGAI PENGGANTI KOAGULAN SINTETIS (TAWAS) ANGGI EKO BRAMANTYO NRP. 2311 030 044 ANANG MUSTOFA NRP. 2311 030 089 Dosen Pembimbing Ir. Imam Syafril, MT NIP. 19570819 198601 1 001 PROGRAM STUDI D III TEKNIK KIMIA Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2014

FINAL PROJECT - TK - 090324

PRODUCTION OF BIOKOAGULAN FROM SEED KELOR (Moringa Oleifera) AS A SUBSTITUTE FOR SYNTHETIC COAGUALANT (TAWAS) ANGGI EKO BRAMANTIO NRP. 2311 030 044 ANANG MUSTOFA NRP. 2311 030 089 Supervisor Ir. Imam Syafril, MT NIP. 19570819 198601 1 001 PROGRAM STUDI D III TEKNIK KIMIA Fakultas Teknologi Industri Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya 2014

PEMBUATAN BIOKOAGULAN DARI BIJI KELOR (Moringa Oleifera) SEBAGAI PENGGANTI KOAGULAN SINTETIS (TAWAS) Nama

: 1. Anggi Eko B 2. Anang Mustofa Jurusan : D3 Teknik Kimia Pembimbing : Ir. Imam Syafril, MT.

(2311 030 044) (2311 030 089)

ABSTRAK Biji kelor merupakan bagian dari tumbuhan kelor yang dapat digunakan sebagai koagulan. Tujuan percobaan ini yaitu mengetahui keunggulan koagulan dari biji kelor dibandingkan dengan koagulan sintetis dalam memperbaiki kualitas air sungai. Serta Menganalisa dosis penambahan optimal koagulan biji kelor dalam memperbaiki kualitas sungai berdasarkan parameter pH, turbiditas, TSS dan Kadar Fe . Proses pembuatan produk biokoagulan dari biji kelor melalui beberapa tahap, yaitu mengupas biji kelor dari kulitnya, kemudian dihaluskan. menjadi serbuk biji kelor dengan crusher sampai halus kemudian dikeringkan dalam oven selama 20 menit dengan suhu 70˚C. Kualitas produk biji kelor dapat diketahui dengan menngukur analisa parameter pH, turbiditas, TSS dan Kadar Fe. Hasil percobaan yang didapatkan bahwa Dosis optimum koagulasi pada air sungai brantas menggunakan biji kelor adalah 210 pm, Berdasarkan parameter pH berada diantara 6-8 dan Turbiditas dengan rata rata penurunan sebesar 77,03 %, sementara dosis optimum koagulasi pada air sungai brantas menggunakan Tawas yang adalah 270 pm, Berdasarkan parameter pH berada diantara 6-8 dan Turbiditas dengan rata rata penurunan sebesar 37,23%, Untuk paramrter kadar Fe3+ Pada penambahan biji kelor didapatkan hasil 0,077 ppm, Sementara penambahan Tawar didapatkan hasil 0,098 hal ini sesuai standart baku mutu air bersih yaitu tidak lebih dari 0,3 ppm Kata kunci : biji kelor, koagulan

ii

PRODUCTION OF BIOKOAGULAN FROM SEED KELOR (Moringa Oleifera) AS A SUBSTITUTE FOR SYNTHETIC COAGULANT (TAWAS) Name

: 1. Anggi Eko B (2311 030 044) (2311 030 089) 2. Anang Mustofa Departement : Diploma of Chemical Engineering Supervisor : Ir. Imam Syafril, MT.

ABSTRACT Kelor is part of seed plants kelor can be used as a coagulant. The purpose of the experiment is to find out the superiority of coagulant from kelor seeds compared to synthetic coagulant in improving the water quality of the river. As well as the addition of optimal dosage of coagulant Analyzes seeds kelor in fixing quality of rivers based on the parameters turbiditas, TSS, pH and Fe Levels . The process of making the product biokoagulan from seed through several stages, kelor i.e. kelor pulping of the Peel, then mashed. kelor seed powder into the crusher until smooth then dried in an oven for 20 minutes with a temperature of 70oC. Product quality seed can be known by menngukur kelor analysis parameters pH, TSS, turbiditas and Fe Levels.. Experimental results obtained that the optimum dosage of coagulation in the brantas river water using seed kelor is 210 pm, based on parameters pH is between 6-8 and Turbiditas with an average decrease of 77.03%, while the optimum dosage of coagulation in the brantas river water using alum is 270 pm, based on parameters pH is between 6-8 and Turbiditas with an average decrease of 37,23%, to paramrter levels On the addition of Fe2+ kelor seeds obtained results of 0,077 ppm While the addition of Fresh results obtained according to this standard 0,098 raw quality clean water that is no more than 0.3 ppm Keywords : Kelor seeds, Koagulan

iii

KATA PENGANTAR Puji Syukur Alhamdulillah kami panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat-Nya sehingga kami dapat melaksanakan tugas akhir dan penyusunan laporan ini. Tugas Akhir ini untuk memperoleh gelar ahli madya. Selama melaksanakan tugas akhir dan penyusunan laporan ini kami telah banyak memperoleh bantuan baik moril maupun materiil, untuk itu kami mengucapkan banyak terima kasih kepada : 1. Allah SWT karena atas rahmat dan kehendak-Nya kami dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini 2. Yang tercinta, Bapak dan Ibu, serta keluarga yang telah memberikan dukungan dan motivasi secara moril dan materil serta do’a. 3. Bapak Ir. Budi Setiawan, MT., selaku Ketua Program Studi D3 Teknik Kimia FTI – ITS. 4. Bapak Ir. Imam Syafril, MT., selaku dosen pembimbing yang telah membimbing kami dalam pembuatan laporan tugas akhir. 5. Ibu Dr. Ir. Niniek Fajar P, M.Eng, selaku Koordinator Sietugas akhir. 6. Bapak Prof.Ir. Soeprijianto,M.sc dan Warlinda Eka Triastuti, S.Si, MT , selaku dosen penguji sidang tugas akhir. 7. Teman-teman Mahasiswa Program Studi D3 Teknik Kimia yang tercinta. Kami menyadari bahwa laporan ini masih terdapat kekurangan, oleh karena itu kami sangat dan kritik dari semua pihak untuk menyempurnakan laporan ini. Kami selaku penyusun memohon maaf kepada semua pihak. Surabaya, Juni 2014 Penyusun

i

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ..................................................... i ABSTRAK ..................................................................... ii ABSTRACT ..................................................................... iii DAFTAR ISI .................................................................... v DAFTAR GAMBAR........................................................ vi DAFTAR TABEL ............................................................ vii BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Masalah .................................... I-1 I.2 Perumusan Masalah ........................................... I-2 I.3 Batasan Masalah ................................................ I-3 I.4 Tujuan Inovasi Produk ...................................... I-4 I.5 Manfaat Penelitian Produk ................................ I-5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1 Sungai Brantas .............................................. II-1 II.2 Air ................................................................. II-2 II.3. Koagulasi & Flokulasi .................................. II-5 II.4 Faktor yang mempengaruhi koagulasi dan flokulasi ....................................................... II-6 II.5. Moringa Oleifera ........................................... II-7 II.6 Jar Test .......................................................... II-14 II.7 pH .................................................................. II-15 II.8 Turbiditas ...................................................... II-16 II.9 TSS ................................................................ II-16 BAB III METODOLOGI PEMBUATAN PRODUK III.1 Tahap Pelaksanaan.......................................... III-1 III.2 Bahan yang digunakan ................................... III-1 III.3 Peralatan yang Digunakan .............................. III-1 III.4 Variabel pembuatan Produk ........................... III-2 III.5 Prosedur Pembuatan Produk ........................... III-2 III.5.1 Tahap Persiapan ........................................... III-2

iv

III.5.2.Tahap Proses PembuatanProduk ................... III-3 III.5.3 Prosedur Analisa ........................................... III-5 III.5.4 Tempat Pelaksanaan ...................................... III-9 BAB IV HASIL INOVASI DAN PEMBAHASAN ........ IV-1 IV.1 Hasil Inovasi ................................................... IV-1 IV.2 Grafik Hasil Inovasi ....................................... IV-2 IV.3 Pembahasan .................................................... IV-4 IV.4 Perbandingan Hasil Inovasi dengan SNI Tepung Jagung ................................................ IV-5 BAB V NERACA MASSA ............................................ V-1 V.1 Neraca Massa Tepung Mocaf .................. V-1 BAB VI NERACA PANAS ............................................ VI-1 VI.1 Neraca Panas Tepung Mocaf .................. VI-1 BAB VII ANGGARAN BIAYA ...................................... VI-1 VII.1 Rincian Anggaran Biaya Investasi .................. VII-1 VII.2 Rincian Anggaran Biaya Produksi per Hari ................................................................. VII-1 VII.3 Hasil Produksi per Hari................................... VII-3 VII.4 Total Biaya Produksi ...................................... VII-4 VII.5 Penentuan Harga Jual Produk ......................... VII-5 VII.6 Penentuan Pengembalian Biaya Investasi ....... VII-5 BAB VIII KESIMPULAN DAN SARAN ....................... VIII-1 VIII.1 Kesimpulan .................................................... VIII-1 VIII.2 Saran .............................................................. VIII-1 DAFTAR PUSTAKA ....................................................... viii DAFTAR NOTASI ......................................................... ix APPENDIKS A.......................................................... ...... x APPENDIKS B ................................................................ xi

v

DAFTAR GAMBAR Moringa Oleifera ......................................... II-10 Biji Kelor .................................................... II-12 Metode Pembuatan serbuk bio kelor ............ III-8 Metode analisa parameter pH, Turbidity,TSS ................................................................... III-10 Gambar IV.2.1 Grafik perbandingan Turbiditas antara koagulan Kelor dengan konsentrasi 90 ppm, 150 ppm ,210 ppm, 270 ppm ............................................. VI-4 Gambar IV.2.2 Grafik perbandingan Turbiditas antara koagulan Tawas dengan konsentrasi 90 ppm, 150 ppm ,210 ppm, 270 ppm ............................................. VI-4 Gambar IV.2.3 Grafik perbandingan pH antara koagulan Kelor dengan konsentrasi 90 ppm, 150 ppm ,210 ppm, 270 ppm ...................................................... VI-5 Gambar IV.2.4 Grafik perbandingan pH antara koagulan Tawas dengan konsentrasi 90 ppm, 150 ppm ,210 ppm, 270 ppm ...................................................... VI-5 Gambar II.1 Gambar II.2 Gambar III.1 Gambar III.2

i

DAFTAR TABEL Tabel II.1

Komponen kandungan dalam biji kelor (%) .......................................................................... II-2 Tabel IV.1.1 Hasil Analisa Pengaruh Penggunaan koagulan M. oleifera Terhadap Perubahan pH, TSS dan Turbiditas pada sampel air sungai Brantas. ........................................................................ IV-1 Tabel IV.1.2 Hasil Analisa Pengaruh Penggunaan koagulan Tawas Terhadap Perubahan pH, TSS dan Turbiditas pada sampel air sungai Brantas .......................... IV-2 TabelIV.1.3

Hasil Analisa kadar Fe pada sampel sungai brantas ....................................................................... IV-1 .

vii

DAFTAR NOTASI No 1. 2. 3. 4. 4. 5. 6. 7.

Simbol ρ T ΔT T ref H Q Cp

Keterangan Densitas Temperatur Perubahan temperature Temperatur referensi (25°C) Massa Entalpi Panas Kapasitas panas

ix

Satuan gr/cm3 o C ; oF o C ; oF o C Kg Kkal; kal Kkal; kal cal/goC

BAB I PENDAHULUAN I.1 Latar Belakang Air bersih sangat dibutuhkan oleh manusia, baik untuk keperluan hidup sehari-hari, untuk keperluan industri, untuk kebersihan sanitasi kota, maupun untuk keperluan pertanian dan lain sebagainya. Dewasa ini, air menjadi masalah yang perlu mendapat perhatian yang serius. Untuk mendapat air yang baik dengan standart tertentu, saat ini menjadi barang yang mahal, karena air sudah banyak tercemar oleh bermacam-macam limbah dari berbagai hasil kegiatan manusia. Sehingga secara kualitas sumberdaya air telah mengalami penurunan. Kualitas air berhubungan dengan adanya bahan-bahan yang terkandung di dalam air, terutama senyawa-senyawa sintetik baik dalam bentuk organik maupun anorganik yang berupa kation anion dan juga adanya mikroorganisme.(achmad,2004) Untuk memperoleh kualitas air yang baik dilakukan pengolahan air. Metode pengolahan air yang umum digunakan adalah pengolahan secara fisika kimia yaitu koagulasiflokulasi diikuti dengan sedimentasi. Dalam proses koagulasi biasanya sering digunakan koagulan sintetis seperti tawas, PAC sebagai koagulan tetapi dalam uji kualitasnya koagulan ini kurang efisien dan kurang efektif dalam mengendapkan berbagai jenis ion logam dalam air dan hanya bekerja optimal dalam pH tertentu. Maka diperlukan koagulan dari bahan alami seperti bio koagulan dari tanaman yang telah diuji diantaranya serbuk biji kelor (Moringa Oleifera). Kelebihan biji kelor (Moringa Oleifera) sebagai koagulan jika dibandingkan dengan koagulan kimia yang biasa digunakan (misalnya tawas) adalah kemampuannya untuk mengendapkan berbagai ion logam terlarut pada berbagai pH serta mampu menghilangkan bakteri-bakteri berbahaya dalam air seperti Escherichia coli, Streptocoocus I-1

I-2 BAB I Pendahuluan

faecalis dan Salmonella typymurium, sehingga di Afrika biji kelor banyak dimanfaatkan untuk mendeteksi pencemaran air oleh bakteri-bakteri tersebut. Serbuk biji kelor juga dapat menurunkan kadar ion Fe3+, Cu 2+ dan Mn2+ serta menjernihkan kekeruhan air sungai Mahakam di KalimantanTimur sehingga memenuhi syarat baku mutu air bersih (Arung, 2002). Penggunaan bahan alami juga dapat membantu untuk mengurangi penggunaan bahan sintetis sehingga biaya penggunaan lebih murah dibandingkan menggunakan koagulan yang biasa digunakan(tawas) untuk pemurnian air. Berdasarkan uraian di atas, maka dilakukan penelitian tentang pemanfaatan biji kelor sebagai tablet bio koagulan sebagai pengganti koagulan sintetis untuk kualitas air tanah yang lebih baik. Hal ini digunakan untuk mengetahui kemampuan serbuk biji kelor (Moringa Oleifera) yang telah matang dan dikeringkan sebagai koagulan dalam proses penjernihan air tanah. Parameter kualitas air yang diuji dalam penelitian ini diantaranya pH, turbiditas,TSS, kadar logam. I.2 Perumusan masalah Dalam penelitian ini dirumuskan masalah sebagai berikut: 1. Perbandingan Kualitas Koagulan biji kelor (Moringa oleifera) dengan koagulan sintetis dalam memperbaiki kualitas air Sungai dan berdasarkan parameter pH, turbiditas, TSS, dan kadar logam Fe? 2. Berapa jumlah penambahan optimum koagulan dari biji kelor dalam memperbaiki kualitas air tanah dan air limbah berdasarkan parameter pH, turbiditas, TSS, dan kadar logam Fe?

Pembuatan biokoagulan dari biji kelor (moringa oleifera) sebagai pengganti koagulan sintetis (tawas)

Program Studi DIII Teknik Kimia FTI-ITS


I.3 Batasan Masalah Adapun batasan masalah inovasi produk ini adalah sebagai berikut : 1. Membandingkan Kualitas Koagulan biji kelor (Moringa oleifera) dengan koagulan sintetis dalam memperbaiki kualitas air Sungai Brantas berdasarkan parameter pH, turbiditas, , TSS, kadar logam Fe. 2. Mencari jumlah penambahan optimum koagulan dari biji kelor dalam memperbaiki kualitas air Sungai Brantas dan berdasarkan parameter pH, turbiditas, , TSS, dan kadar logam Fe. I.4 Tujuan inovasi produk Tujuan dari terciptanya produk ini adalah sebagai berikut : 1. Mengetahui keunggulan koagulan dari biji kelor dibandingkan dengan koagulan sintetis dalam memperbaiki kualitas air Sungai Brantas berdasarkan parameter pH, turbiditas, , TSS, ,kadar logam Fe. 2. Menganalisa dosis penambahan optimal koagulan dari biji kelor dalam memperbaiki kualitas air Sungai Brantas berdasarkan parameter pH, turbiditas,, TSS, dan kadar logam Fe.




I.5

Manfaat inovasi produk Manfaat dari inovasi produk ini adalah sebagai berikut: 1. Menghasilkan produk bio koagulan yang membantu menyelesaikan permasalahan pencemaran air. 2. Menggunakan bio koagulan biji kelor yang lebih efisien, ekonomis dan ramah lingkungan sebagai pengganti koagulan sintetis(tawas). 3. Membantu terciptanya peluang usaha dan lapangan pekerjaan dari produk bio koagulan dari biji kelor



BAB II TINJAUAN PUSTAKA II.1. Sungai Brantas Sungai Brantas adalah salah satu sungai di Jawa Timur dengan panjang 320 km serta daerah pengaliran sungai (DPS) seluas 12.000 km (Balai Pengelolaan Daerah Aliran Sungai Brantas, 2002). Sungai ini melewati beberapa kota di Jawa Timur seperti Malang, Blitar, Tulungagung, Kediri, Jombang, Mojokerto, dan bermuara di Kota Surabaya. Berbagai macam kerusakan telah dicatat dan memberikan indikasi degradasi kualitas air sungai sehingga berdampak negatif pada kondisi biota yang hidup di dalam Sungai Brantas. Kualitas air sungai merupakan hal yang sangat penting karena sungai adalah sumber air utama yang digunakan untuk kebutuhan air minum, pertanian, perikanan, dan kepentingan industri. Kualitas air ini mengalami degradasi sebagai akibat beban pencemaran sungai yang berasal dari aktivitas manusia seperti intensifikasi pertanian dan pengembangan kota. Kondisi ini sangat berbeda dengan kondisi ideal yang diharapkan. Kondisi ideal sungai Brantas tercermin pada Perda Kota Malang Nomor 17 Tahun 2001 tentang konservasi air. Dalam peraturan daerah tersebut, disebutkan bahwa segala jenis kegiatan yang menimbulkan limbah (cair maupun padat) harus memiliki instalasi pengolahan air limbah (minimal pengolahan sederhana seperti sumur resapan) (Perda Kota Malang Nomor 17 Tahun 2001,2012). Hal ini dilakukan agar kualitas air sungai Brantas tetap terjaga. Namun, peraturan dan kenyataan di lapangan sangatlah tidak sesuai. Ketidaksesuaian ini mendasari pentingnya pengukuran kualitas air sungai Brantas secara berkala agar dapat diketahui kondisi terkini air sungai Brantas. Pengukuran kualitas air dapat dilakukan dengan menggunakan banyak indikator yaitu fisik, kimia, dan biologi. II-1

II-2 BAB II Tinjauan Pustaka

Kualitas fisik-kimia dapat diukur dengan mengukur kuantitas dan kualitas parameter-parameternya. Pengukuran fisik dilakukan dengan mengukur kondisi fisik sungai yang ditunjukkan oleh parameter kekeruhan, suhu, dan pH. Pemilihan parameter-parameter ini didasarkan pada analisis kondisi sungai Brantas. Banyaknya limbah domestik dan industri rumah tangga yang dibuang ke sungai Brantas menjadi pertimbangan dalam pemilihan tersebut. Parameter fisik (kekeruhan, pH, dan suhu) diukur sebagai dasar analisis pencemaran secara fisik yang diakibatkan oleh zat pencemar (baik dari aktifitas industri maupun rumah tangga) yang masuk ke dalam air. II.2. Air Air merupakan komponen lingkungan yang penting bagi kehidupan. Makhluk hidup di muka bumi ini tak dapat terlepas dari kebutuhan air. Tetapi air dapat menjadi malapetaka bila tidak tersedia dalam kondisi yang baik kualitas maupun kuantitasnya. Dalam jaringan hidup, air merupakan medium untuk berbagai reaksi dan ekskresi (Achmad,2004). Air bersih sangat dibutuhkan oleh manusia, baik untuk keperluan hidup sehari-hari, untuk keperluan industry, pertanian dan lain sebagainya. Di zaman modern sekarang air menjadi masalah serius. Untuk mendapatkan air bersih yang sesuai standar kualitas yang baik itu tidak mudah. Persyaratan kualitas air tertuang dalam Peraturan Menteri Kesehatan No.146 tahun 1990 tentang syarat-syarat dan pengawasan kualitas air. Sedangkan parameter kualitas air minum/air bersih yang terdiri dari parameter kimia, fisik, radioaktif dan mikrobiologi, ditetapkan dalam PERMENKES 416/1990 (Achmad,2004). Dalam UU kesehatan No.23 tahun 1992 ayat 3 disebutkan, air yang dikonsumsi harus memenuhi persyaratan kualitas maupun kuantitas. Persyaratan itu tertuang dalam Pembuatan biokoagulan dari biji kelor (moringa oleifera) sebagai pengganti koagulan sintetis (tawas)



Peraturan Menteri Kesehatan (PERMENKES) NO.146 tahun 1990 tentang syarat-syarat dan pengawasan kualitas air. a. Parameter Fisik Parameter fisik yang harus dipenuhi pada air yaitu harus jernih, tidak berbau, tidak berasa dan tidak berwarna. Temperaturnya sejuk, tidak panas. Penyimpangan terhadap hal ini menunjukkan air tersebut telah terkontaminasi bahan lain yang bisa berbahaya bagi kesehatan manusia. b. Parameter Kimia Air harus bebas dari beberapa logam berat yang berbahaya seperti besi (Fe), seng (Zn), air raksa (Hg), dan mangan (Mn). Air dengan kualitas yang baik memiliki pH 6-8 dan tidak mengandung zat-zat kimia yang kadarnya melebihi ambang batas yang diizinkan. c. Parameter Mikrobiologis Dalam parameter mikrobiologis hanya dicantumkan Coli tinja dan total koliform. Bila mengandung coli tinja dapat mengakibatkan penyakit seperti tifus. Menurut Hadisubroto(1989), beberapa petunjuk yang digunakan untuk menjelaskan adanya pencemaran dan parameter kualitas air adalah: a. Temperatur Temperatur sangat penting bagi kondisi lingkungan air. Peningkatan temperature dapat mengakibatkan viskositas menurun. Peningkatan temperature dapat meningkatkan kecepatan metabolisme dan respirasi organism air yang mengakibatkan peningkatan konsumsi oksigen (Effendi,2003). b. Dissolved Oxygen (DO) Pada temperature kamar, jumlah oksigen terlarut dalam air adalah sekitar 8 mg/L. Pada air yang terkena pencemaran, produksi oksigen melalui fotosintesis dan Program Studi DIII Teknik Kimia FTI-ITS



oksigen terlarut dari udara dapat menjenuhkan air dengan oksigen. Untuk kualitas air yang baik oksigen(O2) yang terlarut 13,5-15 mg/L c. Kekeruhan dan warna Kekeruhan disebabkan oleh parktikel terlarut di dalam air yang ukurannya berkisar antara 0.01-10mm. Partikel yang sangat kecil dengan ukuran kurang dari 5 mm disebut dengan partikel koloid dan sangat sulit mengendap. Kekeruhan adalah ukuran yang menggunakan efek cahaya sebagai dasar untuk mengukur keadaan air baku dengan skala Nephelometric Turbidity Unit (NTU). Penentuan tercemar atau tidaknya air dipengaruhi oleh sifat fisik yang mudah dilihat. Salah satu faktor yang mempengaruhi sifat fisik tersebut adalah turbiditas atau kekeruhan (Arifin,2007) d. Derajat keasaman (pH) Merupakan suatu konsentrasi ion hidrogen(H+) dalam pelarut air yang biasa digunakan untuk menyatakan tingkat keasaman. Nilai pH berkisar dari 0 hingga 14. Suatu larutan dikatakan memiliki pH netral apabila memiliki pH=7, sedangkan nilai pH>7 menunjukkan larutan memiliki sifat basa, sedangkan pH<7 menunjukkan sifat asam. e. Konduktifitas Daya hantar listrik adalah sifat menghantarkan listrik dalam air. Penentuan daya hantar listrik pada dasarnya adalah pengukuran kemampuan sampel air untuk menghantarkan arus listrik yang berhubungan dengan konsentrasi total zat terionisasi dalam air. Pengukuran daya hantar listrik dapat digunakan untuk:




a. b. c.

Menentukan derajat mineralisasi untuk menilai konsentrasi total ion dalam keseimbangan kimia. Menilai derajat air suling dan air bebas ion Mengevaluasi variasi mineral terlarut dalam air baku, air permukaan

Air yang layak konsumsi bagi manusia bukan air murni tanpa ion terlarut, tapi murni dengan sifat konduktifitas pada taraf wajar . Karena sifat konduktifitas wajar ini diperlukan bagi metabolisme tubuh kita. Pengukuran daya hantar listrik sampel air dapat diukur dengan menggunakan conductometer. Daya hantar listrik(DHL) untuk air konsumsi berkisar antara 88,7-111,8 µS/cm (sayed,2009). II.3. Koagulasi dan Flokulasi Koagulasi adalah proses penggumpalan partikel koloid karena penambahan sintetik tertentu sehingga partikelpartikel tersebut bersifat netral dan membentuk endapan karena adanya gaya grafitasi. Salah satu cara pengolahan air adalah melalui proses koagulasi-flokulasi. Pemisahan koloid dapat dilakukan dengan cara penambahan koagulan sintetik ataupun koagulan alami yang diikuti dengan pengadukan lambat pada proses flokulasi sehingga menyebabkan penggumpalan partikel-partikel koloid yang kemudian semakin besar dapat dipisahkan dengan sedimentasi. Proses koagulasi-flokulasi dapat menggunakan bahan koagulan sintetis dan alami. Proses koagulasi merupakan proses destabilisasi koloid dengan adanya penambahan koagulan. Bahan koagulan dapat berupa sintetik seperti ferro sulfat(FeSO4), Aluminium sulfat(Al2(SO4)3) dan Poly Aluminium Chloride(PAC). Flokulasi adalah penyisihan kekeruhan air dengan cara penggumpalan partikel kecil menjadi partikel yang lebih Program Studi DIII Teknik Kimia FTI-ITS



besar. Pada proses flokulasi terjadi penggumpalan mikro flok menjadi makro flok yang sudah terbentuk pada proses koagulasi. Koagulan sintetik adalah garam logam yang bereaksi dengan air yang bersifat alkali (basa) untuk menghasilkan flok logam hidroksida yang tidak larut, dimana flok yang terbentuk tidak dapat digolongkan sebagai partikel koloid. Pengendapan yang baik adalah terbentuknya flok-flok yang menghasilkan padatan yang dapat turun. Koagulan sintetik yang digunakan untuk pengolahan air adalah aluminium sulfat(Al2(SO4)3. Untuk koagulan (Al2(SO4)3. 18H2O,ketika penambahan koagulan ke dalam air kotor disertai pengadukan cepat Namun pada kondisi sebenarnya ada beberapa tahapan reaksi yang harus dilalui, yaitu ionisasi (Al2(SO4)3 dalam air untuk membentuk ion Al3+ dan ion sulfat (SO42-) yang diikuti dengan reaksi hidrolisis dengan H2O untuk membentuk logam hidroksida dan ion hydrogen, seperti reaksi dibawah ini Al3++ 3H2O Al(OH)3 + 3H+ II.4. Faktor yang Mempengaruhi Koagulasi dan Flokulasi Dalam pengolahan air, untuk mencapai proses koagulasi-flokulasi yang optimum diperlukan pengaturan semua kondisi yang saling berkaitan dan mempengaruhi proses tersebut. Kondisi-kondisi yang mempengaruhi antara lain pH,suhu, konsentrasi koagulan dan pengadukan. a. pH Suatu proses koagulasi dapat berlangsung secara sempurna jika pH yang digunakan berada pada jarak




tertentu sesuai dengan pH optimum koagulan dan flokulan yang digunakan b. Suhu Proses koagulasi dapat berkurang pada suhu rendah karena peningkatan viskositas dan perubahan struktur agregat menjadi lebih kecil sehingga dapat lolos dari saringan, sedangkan pada suhu tinggi yang mempunyai kerapatan lebih kecil akan mengalir ke dasar kolam dan merusak timbunan lumpur yang sudah terendap dari proses sedimentasi c. Konsentrasi Koagulan Konsentrasi koagulan sangat berpengaruh terhadap tumbukan partikel sehingga penambahan koagulan harus sesuai dengan kebutuhan untuk membentuk flok-flok. Jika konsentrasi koagulan kurang mengakibatkan tumbukan antar partikel berkurang sehingga mempersulit pembentukan flok. d. Pengadukan Pengadukan yang baik diperlukan untuk untuk memperoleh koagulasi dan flokulasi yang optimum. Pengadukan terlalu lamban mengakibatkan waktu pertumbuhan flok menjadi lama, sedangkan jika terlalu cepat mengakibatkan flok-flok yang terbentuk akan pecah kembali (pararaja,2008) II.5. Moringa oleifera Kelor (Moringa oleifera) Kelor awalnya banyak tumbuh di India. Namun, kini kelor banyak ditemukan di daerah beriklim tropis (Grubben 2004). Kelor tumbuh di daerah panas dan sedikit gersang dengan curah hujan 250–1500 mm. Berikut ini




Klasifikasi Kingdom : Plantae Ordo : Brassicales Family : Moringaceae Genus : Moringa Species : M. Oleifera

Gambar 1. Moringa oleifera

Tanaman tersebut juga dikenal sebagai tanaman “stikdrum” karena bentuk polong buahnya yang memanjang meskipun ada juga yang menyebutnya sebagai ”horseradish” karena rasa akarnya menyerupai lobak. Kelor termasuk jenis tumbuhan perdu yang dapat memiliki ketinggian batang 7–11 m. Pohon kelor umumnya tumbuh 3–4 m pada tahun pertama. Batang kayunya getas (mudah patah), cabangnya jarang, tetapi berakar kuat. Batangnya berwarna kelabu, daun berbentuk bulat telur dengan ukuran kecil, tersusun majemuk dalam satu tangkai. Pohon kelor mulai berbuah setelah 2 tahun. Bunganya berwarna hijau, keluar sepanjang tahun, dengan aroma semerbak. Pengembang biakan pohon kelor bisa menggunakan biji ataupun menggunakan setek batang. Tanaman kelor ini bermanfaat dan berkhasiat sebagai obat tradisional, karena mengandung beberapa zat kimia untuk menyembuhkan penyakit. Daun kelor mengandung alkaloid moringin, moringinan, dan pterigospermin. Kemudian gomnya mengandung arabinosa, galaktan, asam glukonat, dan ramnosa, sedangkan bijinya mengandung asam palmitat, strearat, linoleat, oleat, lignoserat. Analisis nutrisi yang telah dilakukan pada daun kelor menunjukkan bahwa daun kelor kaya akan nutrisi esensial. Konsentrat daun kelor kering mengandung nilai nutrisi yang lebih tinggi dibandingkan Pembuatan biokoagulan dari biji kelor (moringa oleifera) sebagai pengganti koagulan sintetis (tawas)



wortel dan bayam. Vitamin A yang terdapat pada daun kelor berupa prekusornya, yaitu karoten. Bentuk ini lebih efektif karena usus menyerap vitamin A dalam bentuk karoten (Dolcas Biotech, 2008). Madsen dan Dchlundt serta Grabow menunjukkan bahwa serbuk biji kelor mampu menumpas bakteri Escherichia coli, Streptococcus faecalis dan Salmonella typymurium. Secara tradisional, kegunaan biji Moringa oleifera pada pengolahan air skala rumah tangga telah dilakukan di beberapa wilayah pedalaman di Sudan. Wanita-wanita di daerah tersebut yang mengambil air dari Sungai Nil, memasukkan serbuk Moringa oleifera dalam kantong kecil yang terbuat dari kain. Kantong ini kemudian dicelupkan dan diputar dalam wadah yang berisi air keruh dari Sungai Nil yang mereka ambil. Biji kelor berbentuk segi tiga memanjang(Gambar 2.) yang disebut kelantang (Jawa) dan berbau minyak “behen” atau “ben”. Buahnya berbentuk memanjang, berwarna hijau, keras, dengan panjang 30-50 cm (Jonni et al. 2008).

Gambar 2. Biji Moringa oleifera




Tabel II.1 Komponen kandungan dalam biji kelor (%) Komponen

Persen (%)

Kadar Air

22%

Protein

15.6%

Lemak

10.10%

Karbohidrat

11.50%

Serat

5.10%

Kalsium

3.76%

Magnesium

0.96%

Fosfor

5.50%

Kalium

1.43%

Vitamin A

15.30%

Vitamin B

3.50%

Vitamin C

5.00%

Kandungan Lainnya

0.34%

Total

100%

(Haklim Bey, All Things Moringa, 2010)




Kulit dari biji Moringa oleifera mengandung molekul protein larut air dengan berat molekul yang rendah. Protein ini akan bermuatan positif jika dilarutkan dalam air. Fungsi protein akan bekerja seperti bahan sintetik yang bermuatan positif dan dapat digunakan sebagai koagulan polimer sintetik. Ketika Moringa oleifera yang sudah diolah (serbuk) dimasukkan kedalam air kotor, protein yang terdapat dalam Moringa oleifera akan mengikat partikulat-partikulat yang bermuatan negatif, partikulat ini menyebabkan kekeruhan. Pada kondisi kecepatan pengadukan yang tepat, partikulatpartikulat bermuatan negatif yang sudah terikat, ukurannya akan membesar dan membentuk flok. Flok ini bisa diendapkan dengan gravitasi atau dihilangkan dengan filtrasi. Seperti koagulan lainnya, kemampuan biji kelor (Moringa oleifera) untuk menjernihkan air dapat bervariasi, tergantung dari keadaan air yang akan diproses. Efektifitas koagulasi oleh biji kelor ditentukan oleh kandungan protein kationik bertegangan rapat dengan berat molekul sekitar 6,5 kdalton. Elusi NaCl pada pengujian elektroforesis terhadap protein yang terkandung dalam Moringa oleifera menunjukkan kandungan protein ini 79.3% bersifat kationik dan 20.7% bersifat anionik (Sahni dan Srivastava, 2008). Potensial zeta larutan 5% biji kelor tanpa kulit adalah sekitar +6 mV. Hal ini menunjukkan bahwa larutan ini didominasi oleh tegangan positif meskipun merupakan campuran heterogen yang kompleks. Potensial zeta air limbah adalah sekitar -46 mV. Akibatnya, koagulasi partikel tersuspensi dengan biji kelor dipengaruhi oleh proses destabilisasi tegangan negatif koloid oleh polielektrolit kationik (Broin, 2002). Menghilangkan zat organik dan anorganik dari air baku merupakan hal yang penting sebelum air dikonsumsi oleh manusia. Biji kelor dapat digunakan sebagai adsorben bahan organik, sebagai koagulan pada pengolahan air, dan Program Studi DIII Teknik Kimia FTI-ITS



merupakan zat polimer organik yang tidak berbahaya (Vieira et al. 2009). Beberapa penelitian menunjukan bahwa efisiensi ekstrak biji akan menurun seiring bertambah lamanya waktu penyimpanan. Penurunan terjadi setelah disimpan 1–5 bulan (Katayon et al. 2006). Koagulan biji kelor yang dicampur dengan air merupakan protein yang bersifat serupa dengan polielektrolit positif. Biji kelor juga mengandung logam alkali kuat seperti K dan Ca, yang menjadi kutub positif (Duke 1998). Efektivitas koagulasi biji kelor ditentukan oleh kandungan protein kationik dengan bobot molekul sekitar 6.5 kDa. Zat aktif dalam biji kelor adalah 4-(α-L-ramnosiloksi) benzyl isotiosianat(Gambar 3) (Muharto et al. 2007).

Gambar 3. Struktur 4(α-L-ramnosiloksi) benzil isotiosianat WELL (tt) menyatakan beberapa tingkat konsentrasi sesuai tingkat kekeruhan air baku (Tabel II.2). Tabel II.2 Hubungan antara dosis biji kelor dan kekeruhan air Baku Kekeruhan air baku (NTU)

Dosis (mg/L)

<50

10-50

50–150

30-100




>150

50-200

Sumber: WELL (tt)

Gambar 4. Mekanisme Flokulasi Mekanisme koagulasi dengan koagulan protein yang paling mungkin adalah adsorpsi, netralisasi muatan, dan pembentukan ikatan antarpartikel yang tidak stabil (Katayon et al. 2006). Dari ketiga mekanisme tersebut, sulit untuk menentukan mekanisme yang terjadi,karena mungkin berlangsung simultan. Akan tetapi, umumnya mekanisme koagulasi dengan biji kelor adalah adsorpsi dan netralisasi muatan (Sutherland et al. 1990). Pembentukan ikatan protein bermuatan positif dari biji kelor akan terjadi pada bagian bermuatan negatif dari permukaan partikel. Ini membantu pembentukan muatan negatif dan positif pada permukaan Program Studi DIII Teknik Kimia FTI-ITS



partikel. Pembentukan ikatan partikel dapat ditingkatkan dengan proses pengadukan. Terjadi kejenuhan antarpartikel yang berbeda muatan sehingga flok akan terbentuk. Untuk digunakan sebagai koagulan dipilih biji kelor yang telah matang di pohon dan baru dipanen setelah kering. Sayap bijinya yang ringan serta kulit bijinya mudah dipisahkan hingga menyisakan biji yang putih. Pada akhir 1950-an, sebuah tim dari University of Bombay, Traancore University, dan Departmen Biokimia di Indian Institute of Science di Bangalore mengidentifikasi enam senyawa kimia dalam biji kelor. Salah satunya adalah 4(α-L-ramnosiloksi) benzil isotiosianat, suatu zat aktif glukosinolat yang mampu mengadsorpsi partikel lumpur, logam, dan sekaligus menetralkan tegangan permukaan partikel-partikel pada air limbah (Muharto etal. 2007). II.6. Jar Test Jartest adalah salah satu simulasi dari beberapa metoda yang paling umum dipakai untuk menilai efisiensi suatu proses koagulasi dan flokulasi. Jartest menyimulasikan proses koagulasi dan flokulasi dalam proses pengolahan limbah sehingga membantu operator pengolahan limbah untuk menentukan jumlah bahan kimia yang tepat. Prinsip Jartest Suatu larutan koloid yang mengandung partikel-partikel kecil dan koloid dapat dianggap stabil bila : 1. Partikel-partiel kecil ini terlalu ringan untuk mengendap dalam waktu yang pendek (beberapa jam). 2. Partikel-partikel tersebut tidak dapat menyatu, bergabung dan menjadi partikel yang lebihbesar dan berat, karena muatan elektris pada permukaan elektrostatis antara partikel satudengan yang lainnya. Dengan pembubuhan koagulan tersebut, maka stabilitas akan terganggu karena :  Sebagian kecil tawas tinggal terlarut dalam air, molekul-molekul ini dapat menempelpada permukaan Pembuatan biokoagulan dari biji kelor (moringa oleifera) sebagai pengganti koagulan sintetis (tawas)



koloid dan mengubah muatan elektrisnya karena sebagian molekul Albermuatan positif sedangkan koloid bisanya bermuatan negatif (pada pH 5 – 8).  Sebagian besar tawas tidak terlarut dan akan mengendap sebagai flok Al(OH)3 yang dapat mengurung koloid dan membawanya kebawah. Bahan koagulan lain yang dapat digunakan selain tawas adalah PAC (Poly Alumunium Chloride). PAC adalah suatu persenyawaan anorganik komplek, ion hidroksil serta ion alumunium bertarap klorinasi yang berlainan sebagai pembentuk polynuclear. II.7. PH pH air mengekspesikan intensitas asam maupun basa perairan tersebut. Bentuk persamaan pH adalah logaritma negative dari aktivitas ion hidrogen. Skala pH berkisar antara 0 s/d 14. Kiasaran pH pada perairan alami antara 5 – 10. Sedangkan rerata pH air laut adalah 8,3 dan relatif konstan dikarenakan kapasitas penyangga air laut yang tinggi. Perubahan pH suatu perairan dipengaruhi oleh banyak faktor antara lain: hujan asam, polusi dan kadar karbon dioksida sebagai akibat dari respirasi. Air dengan kadar alkalinitas tinggi memiliki pH berkisar 7,5 – 8 pada siang hari dan 9 – 10 pada sore hari. Air yang memilki pH di bawah 5 biasanya mengandung asam sulfat yang dihasilkan oksidasi mineral sulfat pada tanah dasar, selain itu juga berasal dari oksidasi senyawa besi oleh bakteri sulfur dalam kondisi anaerob. Pengukuran pH biasa dilakukan dengan menggunakan kertas lakmus maupun pH meter (Anonim, 2009)




II.8. Turbiditas Turbiditas merupakan ukuran penetrasi cahaya di dalam air. Hal tersebut disebabkan oleh partikel-partikel terlarut maupun tersuspensi seperti tanah, plankton dan lain sebagainya. Turbiditas yang disebabkan oleh plankton biasanya menguntungkan, tergantung dari jenis planktonnya. Hal tersebut karena dapat mengurangi penetrasi cahaya ke dalam air serta mencegah pertumbuhan tanaman air yang tidak diinginkan. Sedangkan turbiditas yang disebabkan oleh partike l tanah tersuspensi tidak diharapkan. Pengukuran turbiditas dapat dilakukan dengan menggunakan lempengan Secchi (Secchi disk). Secchi disk merupakan lempengan bundar dengan diameter 30 cm. Lempengan tersebut dibagi empat bagian yang sama besar. Dua bagian dicat hitam dan dua bagian lainnya dicat putih. Lempengan tersebut dilengkapi dengan tali yang memiliki tanda ukuran panjang. Pengukuran dilakukan dengan menurunkan lempengan tersebut ke dalam air kolam samapi lempengan tersebut tidak kelihatan. Kedalaman tersebut dinamakan: visibilitas lempeng Secchi. Selain itu, turbiditas dapat diukur dengan metode Jackson Turbidity Units (JTUs) maupun Nephelometric Turbidity Units (NTUs). Pengukuran tersebut menggunakan sinar yang berasal dari lampu maupun dari lilin atau Jackson Candle Turbidimeter. (Anonim, 2009) II.9 TSS (Total Suspended Solid) TSS adalah jumlah berat dalam mg/liter kering lumpur yang ada dalam limbah setelah mengalami penyaringan dengan membrane berukuran 0,45 mikron (Sugiharto, 1987). Penentuan zat padat tersuspensi (TSS) berguna untuk mengetahui ke kuatan pencemaran air limbah domestik, dan juga berguna untuk penentuan efisiensi unit pengolahan air Pembuatan biokoagulan dari biji kelor (moringa oleifera) sebagai pengganti koagulan sintetis (tawas)



(BAPPEDA, 1997). Zat padat tersuspensi merupakan tempat berlangsungnya reaksi-reaksi kimia yang heterogen, dan berfungsi sebagai bahan pembentuk endapan yang paling awal dan dapat menghalangi kemampuan produksi zat organik di suatu perairan. Penetrasi cahaya matahari ke permukaan dan bagian yang lebih dalam tidak berlangsung efektif akibat terhalang oleh zat padat tersuspensi, sehingga fotosintesis tidak berlangsung sempurna. Sebaran zat padat tersuspensi di laut antara lain dipengaruhi oleh masukan yang berasal dari darat melalui aliran sungai, ataupun dari udara dan perpindahan karena resuspensi endapan akibat pengikisan. Beberapa sumber dan komposisi beberapa partikulat pencemar yang umum berada di suatu sungai antara lain erosi tanah, lumpur dari pabrik industri, padatan dari limbah beberapa industri, kegiatan penimbunan sisa pengerukan, penyulingan pasir-pasir mineral, dan pabrik pencucian, kerikil dan kegiatan-kegiatan lainnya. Komposisi dan sifat partikulat pencemar air sungai dapat berupa mineral tanah, pasir, tanah liat dan lumpur, sedangkan mineral sedimen, pasir, tanah liat, lumpur. II.10 Besi Besi (Fe) banyak terdapat di dalam tanah, tetapi hanya sedikit yang terlarut dalam air. Besi di dalam air bervalensi +2 atau +3, bergantung pada pH dan kondisi potensial redoks di dalam air. Dalam lingkungan reduktor (potensial elektrode negatif), besi berada dalam bentuk Fe2+, yang larut dalam air dan tidak berwarna (Said & Wahyono 1999). Ketika potensial di dalam air naik, Fe2+ akan teroksidasi menjadi Fe3+ membentuk Fe(OH)3 yang kelarutannya rendah sehingga akan tersuspensi membentuk kekeruhan, berwarna kuning kecoklatan. Endapan Fe(OH)3 korosif terhadap pipa dan akan mengendap pada saluran pipa, sehingga menyumbat dan mengotori bak seng, wastafel, dan kloset. Besi terlarut, di sisi Program Studi DIII Teknik Kimia FTI-ITS



lain, menimbulkan warna, bau, dan rasa dalam air (Faust & Osman 1983). Kadar Fe lebih dari 1 mg/L sesuai dengan Permenkes No 416/1990 mengiritasi mata dan kulit. Apabila kelarutan besi dalam air melebihi 10 mg/L, air akan berbau seperti telur busuk.



BAB III METODOLOGI PEMBUATAN PRODUK III.1. Tahap Pelaksanaan 1. Tahap Pembuatan serbuk koagulan biji kelor 2. Tahap Uji percobaan Jar test 3. Analisa bahan Baku III.2 Bahan yang Digunakan Bahan baku 1. Biji kelor dari madura Bahan pendukung Proses percobaan Jar test 1. Air sungai Brantas III.3 Peralatan yang Digunakan 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14.

Timbangan Analisis Oven Cawan Blender Spatula Beaker Glass Gelas Ukur Pipet Tetes Alat Jar tes pH meter Turbidimeter Labu ukur Tabung reaksi Spektrofotometer Serapan Atom (SSA)

III-1

III-2 BAB III Metodologi Pembuatan Produk

III.4 Variabel yang Digunakan Penambahan jumlah konsentrasi koagulan dan waktu koagulasi terhadap proses percobaan Jar test : 1. Koagulan Serbuk biji kelor : 90, 150 , 210 , 270 ppm. : 90, 150 , 210 , 270 ppm Tawas 2. Waktu koagulasi Jar test : 15, 25, 35, 45 dalam menit. Parameter

Tawas

pH Turbidity Kadar logam Fe

V V V

Bio koagulan biji kelor V V V

Ket : V = Ya

III.5 Prosedur Penelitian III.5.1 Tahap Pembuatan serbuk koagulan biji kelor 1. Mengupas 5 buah kelor untuk diambil bijinya 2. Menghancurkan biji kelor hingga menjadi serbuk dengan blender. 3. Memasukkan serbuk biji kelor ke dalam oven umtuk mengeringkan bahan 4. Serbuk biji kelor kering




Secara urutan tahapan diatas disajikan dalam blok diagram berikut: Mulai Mengupas 5 buah kelor untuk diambil bijinya

Menghancurkan biji kelor hingga menjadi serbuk dengan blender Memasukkan serbuk biji kelor ke dalam oven umtuk mengeringkan bahan Serbuk Biji Kelor kering

Selesai




III.5.2 Tahap pengujian kualitas koagulan serbuk biji kelor 1. pH 2. Turbidity 3. Kadar logam 4. TSS III.5.2.1 Prosedur analisa serbuk biji kelor Untuk analisa kualitas serbuk koagulan biji kelor yang pH, Turbiditas, dan kadar logam menggunakan percobaan Jar Test terlebih dahulu dengan sampel air sungai Brantas, Mojokerto. Berikut blok diagram metode percobaan Jar Test : Metode percobaan Jar Test Mulai Mengisi beaker glass dengan air sampel 500 ml Menyiapakan koagulan dengan Variabel 90, 150, 210 dan 270 ppm Meletakkan beaker glass pada alat jar test Menyalakan alat Jar test dengan mengatur kecepatan putaran 120 rpm A Pembuatan biokoagulan dari biji kelor (moringa oleifera) sebagai pengganti koagulan sintetis (tawas)



A Menambahkan koagulan sebanyak 7,5 12,5 17,5 dan 22,5 ml Proses koagulasi dilakukan dengan dengan variabel waktu 5, 15, 35 dan 45 menit, dihitung tepat setelah penambahan koagulan Setelah proses koagulasi selesai, kecepatan putaran diubah menjadi 40 rpm untuk proses flokulasi

Proses flokulasi dengan waktu 15 menit, tepat setelah kecepatan turun menjadi 40 rpm Setelah flokulasi, alat jar test dimatikan untuk proses sedimentasi selama 20 menit Setelah sedimentasi, dilanjutkan dengan proses filtrasi Menganalisa air hasil filtrasi ke tahap analisa parameter pH, turbiditas, dan kadar logam Selesai Program Studi DIII Teknik Kimia FTI-ITS



a. Prosedur analisa pH 1. Mengambil sampel sebanyak 50 ml kemudian memasukkan ke dalam Erlenmeyer 2. Mencelupkan elektroda pH meter ke dalam erlenmeyer kemudian mencatat hasil nilai yang tertera pada displai pH meter sebagai nilai pH pada air sampel. b. Prosedur analisa Turbidity Pengukuran ini dilakukan pada supernatant (air hasil filtrasi) yang didapatkan setelah melalui proses jar test, dilakukan dengan menggunakan turbiditimeter. 1. Sampel dimasukkan sample cell. Pembacaan nilai turbiditas diambil setelah angka digital muncul dalam keadaan stabil. 2.

Nilai kekeruhan dari sampel ditunjukkan oleh alat turbidimeter dengan satuan NTU (Nephelometric Turbidity Unit).

3. Mencatat hasil angka yang terdapat pada display turbidimeter c. Prosedur analisa TSS 1. Menimbang kertas saring sebanyak variabel yang diujikan,kemudian mencatat hasil penimbangan. 2. Mengisi kertas saring dengan flok yang telah dipisahkan dari supernatant 3. Memasukkan kertas saring yang berisi flok ke dalam oven dengan suhu 1000 C selama 24 jam Pembuatan biokoagulan dari biji kelor (moringa oleifera) sebagai pengganti koagulan sintetis (tawas)



4. Mengambil kertas saring yang telah dikeringkan ke dalam oven, kemudian menimbang flok kering dan mencatat hasil penimbangan . III. 6. Tempat Pelaksanaan Penelitian tugas akhir dengan judul ” Pemanfaatan serbuk biji Kelor sebagai bio Koagulan(alami) dibandingkan dengan koagulan tawas(sintetis), kami laksanakan di laboratorium lantai 1, kampus D3 Teknik Kimia FTI-ITS. Alasan kami, karena laboratorium lantai 1 terdapat bahan dan alat-alat yang dibutuhkan sebagai penunjang penelitian yang kami laksanakan.




III.6.1. Tahap pembuatan serbuk biji kelor MULAI

Kulit buah kelor

Biji kelor

Pengupasan kulit buah kelor

pengupasan kulit biji kelor

A




A

SELESAI




III.6.2 Tahap analisa serbuk biji kelor 

Percobaan Jar test MULAI

A Pembuatan biokoagulan dari biji kelor (moringa oleifera) sebagai pengganti koagulan sintetis (tawas)



A

SELESAI




III.7.2 Tahap analisa pH MULAI

SELESAI




III.7.3 Tahap analisa Turbidity MULAI

SELESAI




III.7.3 Tahap analisa TSS MULAI

SELESAI



BAB IV HASIL PERCOBAAN DAN PEMBAHASAN

IV.1 Hasil Inovasi Uji pada koagulan terdiri dari beberapa parameter, yaitu: Turbiditas, pH, dan kadar logam Fe. Tabel IV.1.1.Hasil Analisa pH, Turbiditas dan Kadar Fe pada Sampel Awal Air Sungai Brantas No

Sampel

Turbiditas

1

Air Sungai Brantas

150,2

pH Kadar Fe 6,9

0,590

Tabel IV.1.1. Hasil Analisa Pengaruh Penggunaan koagulan Biji Moringa oleifera Terhadap Perubahan pH, TSS dan Turbiditas pada sampel air sungai Brantas No.

KOSENTRASI BIJI KELOR

1

90

Menit Turbiditas ke

pH

TSS Sebelum Sesudah

15

89.86

7.32

31,137

33,107

25

89.73

7.35

31,774

33,103

35

88.12

7.37

31,139

33,137

IV-1

IV-2 BAB IV Hasil Percobaan dan Pembahasan

2

3

4

150

210

270

45

89.43

7.39

31,774

33,223

15

53.63

7.41

31,136

33,197

25

54.22

7.45

31,774

33,253

35

53.12

7.47

31,137

33,167

45

53.34

7.51

31,794

33,283

15

35.72

7.54

31,127

33,197

25

35.69

7.55

31,674

33,129

35

35.11

7.58

31,137

33,197

45

34.45

7.6

31,724

33,253

15

43.45

7.62

31,197

33,147

25

40.98

7.65

31,794

33,223

35

41.54

7.67

31,137

33,147

45

49.15

7.69

31,794

33,223




IV.1.2. Hasil Analisa Pengaruh Penggunaan koagulan Tawas Terhadap Perubahan pH, TSS dan Turbiditas pada sampel air sungai Brantas. No .

1

2

3

KOSENTRA SI TAWAS

90

150

210

Men it ke

Turbidi ty

15

130.31

25

TSS pH

Sebelu m

Sesuda h

7.2 2

32,137

33,107

120.32

7.4

32,774

33,103

35

128.77

7.1

32,439

33,137

45

128.12

7

31,974

33,223

15

121.53

6.9

33,066

33,197

25

121.98

6.7

31,674

33,253

35

122.76

6.8

31,137

33,167

45

121.89

6.6

31,794

33,283

15

100.96

6.8

30,147

30,197

25

103.93

6.5

30,624

30,129

35

99.16

6.3

31,127

33,197

45

100.43

6.1

31,754

32,253




4

270

15

93.65

6.7

31,127

33,147

25

93.11

6.5

31,784

33,223

35

95.05

6.4

31,127

33,147

45

93.75

6.1

31,704

33,223

IV.1.3. Hasil Analisa kadar Fe pada sampel sungai brantas No.

Bahan

Metode Kadar Fe (ppm)

1 sungai brantas AAS

0,590

2

AAS

0,078

3 150 ppm kelor AAS

0,078

4 210 ppm kelor AAS

0,076

5 270 ppm kelor AAS

0,078

6 90 ppm tawas AAS

0,191

7 150 ppm tawas AAS

0,064

90 ppm kelor




IV.2.

8 210 ppm tawas AAS

0,075

9 270 ppm tawas AAS

0,062

Grafik Hasil Inovasi

Gambar IV.2.1 Grafik perbandingan Turbiditas antara koagulan Kelor dengan konsentrasi 90 ppm, 150 ppm ,210 ppm, 270 ppm




Gambar IV.2.2 Grafik perbandingan Turbiditas antara koagulan tawas dengan konsentrasi 90 ppm, 150 ppm ,210 ppm, 270 ppm

Gambar IV.2.3 Grafik perbandingan pH antara koagulan kelor dengan konsentrasi 90 ppm, 150 ppm ,210 ppm, 270 ppm




Gambar IV.2.4 Grafik perbandingan pH antara koagulan tawas dengan konsentrasi 90 ppm, 150 ppm ,210 ppm, 270 ppm IV.3. Pembahasan Pada gambar Gambar IV.2.1 terlihat bahwa data yang diperoleh pada dosis koagulan kelor 90 ppm memiliki waktu pengendapan optimum pada menit ke-35 dengan penurunan sebesar 88,12 ppm. Pada dosis 150 ppm waktu pengendapan optimum terjadi pada menit ke-35 dengan penurunan sebesar 53,12 ppm, sedangkan dosis 210 ppm waktu pengendapan optimum terjadi pada menit ke-45 dengan penurunan sebesar 34,45 ppm Pada dosis 270 ppm waktu pengendapan optimum terjadi pada menit ke-25 dengan penurunan sebesar 41,54 ppm sedangkan untuk dosis optimum overall terjadi pada 210 ppm. konsentrasi optimum bagi penurunan turbiditas air Sungai brantas adalah pada penggunaan koagulan Moringa oleifera 210 ppm, Nilai turbiditas tertinggi pada air Sungai brantas setelah proses koagulasi menggunakan M. oleifera adalah 86,89 mg/L dan nilai turbiditas terendah adalah 34,45 Program Studi DIII Teknik Kimia FTI-ITS



mg/L.. Hal ini dilihat dari nilai turbiditas terendah dari Sungai brantas cair .Pada konsentrasi yang melebihi dosis optimum, turbiditas kembali naik karena koloid telah dinetralkan semuanya dan mengendap dengan dosis yang optimum, sehingga kelebihan koagulan akan menyebabkan kekeruhan karena tidak berinteraksi dengan partikel koloid lain yang berbeda muatan. Pada gambar Gambar IV.2.2 terlihat bahwa data yang diperoleh pada dosis koagulan tawas 90 ppm memiliki waktu pengendapan optimum pada menit ke-25 dengan penurunan sebesar 120,32 ppm. Pada dosis 150 ppm waktu pengendapan optimum terjadi pada menit ke-25 dengan penurunan sebesar 121,53 ppm, sedangkan dosis 210 ppm waktu pengendapan optimum terjadi pada menit ke-45 dengan penurunan sebesar 99,16 ppm Pada dosis 270 ppm waktu pengendapan optimum terjadi pada menit ke-25 dengan penurunan sebesar 93,11 ppm sedangkan untuk dosis optimum overall terjadi pada 270 ppm konsentrasi optimum bagi penurunan turbiditas air Sungai brantas adalah pada penggunaan koagulan tawas 270 ppm, Nilai turbiditas tertinggi pada air Sungai brantas setelah proses koagulasi menggunakan tawas adalah 130,31 mg/L dan nilai turbiditas terendah adalah 93,11 mg/L.. Hal ini dilihat dari nilai turbiditas terendah dari Sungai brantas cair .Pada konsentrasi yang melebihi dosis optimum, turbiditas kembali naik karena koloid telah dinetralkan semuanya dan mengendap dengan dosis yang optimum, sehingga kelebihan koagulan akan menyebabkan kekeruhan karena tidak berinteraksi dengan partikel koloid lain yang berbeda muatan Kekeruhan pada air disebabkan oleh adanya zat padat tersuspensi, baik zat organik maupun zat anorganik. Zat anorganik biasanya berupa lapukan batuan, pasir, lumpur, dan Pembuatan biokoagulan dari biji kelor (moringa oleifera) sebagai pengganti koagulan sintetis (tawas)



logam terlarut. Sedangkan zat organik berasal dari buangan Sungai brantas domestik maupun industri yang dapat menjadi makanan bakteri dan perkembangbiakkan bakteri. Selain itu mikroorganisme, alga, dan plankton juga dapat menyebabkan kekeruhan pada air. Ketika ditambahkan koagulan ke dalam sampel dan diikuti dengan pengadukan cepat, protein kationik yang dihasilkan Moringa oleifera tersebut terdistribusi ke seluruh bagian cairan dan kemudian berinteraksi dengan partikel partikel bermuatan negatif penyebab kekeruhan yang terdispersi. Interaksi tersebut mempengaruhi gaya yang menyebabkan stabilitas partikel menjadi terganggu, sehingga bisa berikatan dengan partikulat kecil membentuk endapan. Proses inilah yang disebut koagulasi. Oleh karena itu Moringa bisa disebut sebagai koagulan. Karena koagulan ini berasal dari tumbuhan dan tanpa melalui proses sintetik, maka disebut juga koagulan alami atau biokoagulan. Mekanisme yang paling mungkin terjadi dalam proses koagulasi adalah adsorpsi dan netralisasi tegangan atau adsorpsi dan ikatan antar partikel yang tidak stabil. Dari kedua mekanisme tersebut, untuk menentukan mekanisme mana yang terjadi merupakan suatu hal yang sangat sukar karena kedua mekanisme tersebut mungkin terjadi secara simultan. Tapi, umumnya mekanisme koagulasi dengan biji kelor adalah adsorpsi dan netralisasi tegangan (Sutherland dkk, 1994). Pada gambar Gambar IV.2.3 menunjukan pH Pada koagulan kelor pH yang terjadi 7,32-7,69 dan Gambar IV.2.4 menunjukan ph pada koagulan tawas ph yang terjadi 6,1-7,4 hal ini menunjukan bahwa pH pada masing masing konsentrasi pada koagulan kelor dan tawas telah memenuhi standart baku mutu air menurut WHO yang menyatakan Kisaran nilai pH untuk air yang disarankan oleh WHO (2006) adalah antara 6.0 sampai 8.0.




Derajat keasaman (pH) adalah salah satu faktor terpenting yang mempengaruhi proses koagulasi. Bila proses koagulasi dilakukan tidak pada rentang pH optimum, maka akan mengakibatkan gagalnya proses pembentukan flok dan rendahnya kualitas air yang dihasilkan. pH optimum untuk masing-masing koagulan berbeda-beda. Koagulan tertentu tidak akan bekerja maksimal pada suasana yang lebih asam atau lebih basa dari nilai pH optimumnya. Berdasarkan hasil analisis, diperoleh pH optimum biokoagulan Moringa oleifera adalah pada pH 6-8, pada pH tersebut asam amino mengalami ionisasi menghasilkan ion karboksilat dan proton, muatan proton menarik elektron (koloid) membentuk kelompok netral lalu menghasilkan flok (Wibraham, et al., 1982). Pada tabel IV.1.I Hasil analisa TSS dapat dilihat bahwa nilai TSS untuk penambahan Kelor pada sampel sebesar 90, 150, 210 dan 270 .PPM rata rata adalah masing-masing sebesar 1.6865, 1.7045 1.76475, dan 1.7785 mg/L . Semakin besar konsentrasi koagulan maka nilai TSS nya juga semakin besar. Hal ini disebabkan oleh semakin besar konsentrasi koagulan yang ditambahkan maka akan semakin banyak pula kotoran yang mengendap sehingga TSS yang terkandung dalam supernatant akan semakin kecil. Hal ini sesuai dengan literatur yang menyebutkan bahwa semakin besar konsentrasi koagulan maka nilai TSS-nya akan semakin kecil. Tetapi pada grafik di atas tidak sesuai dengan literatur karena perubahan TSS tidak teratur dan semakin kecil. Pada tabel IV.1.3. Hasil Analisa kadar Fe pada sampel sungai brantas Pengaruh penambahan koagulan terhadap kadar logam air sungai brantas terlihat bahwa penambahan koagulan dapat menurunkan kadar logam pada air sungai brantas secara signifikan. Penambahan koagulan Moringa oleifera menurunkan kadar logam Fe dari 0,590 ppm hingga 0,076, sedangkan koagulan TAWAS menurunkan Pembuatan biokoagulan dari biji kelor (moringa oleifera) sebagai pengganti koagulan sintetis (tawas)



kadar logam Fe dari 0,590 ppm hingga 0,062 ppm, Dari penelitian ini terbukti bahwa koagulan dapat menurunkan kadar logam dalam sungai brantas cair. Hal ini bisa disebabkan penambahan koagulan akan membentuk flok dan menarik logam-logam tersebut ke dalam flok. Pengolahan air buangan secara kimia biasanya dilakukan untuk menghilangkan partikel-partikel yang tidak mudah mengendap (koloid), termasuk logam-logam berat. Dengan penambahan koagulan, penyisihan bahan-bahan tersebut pada prinsipnya berlangsung melalui perubahan sifat bahan-bahan tersebut, yaitu dari tak dapat diendapkan menjadi mudah diendapkan (flokulasi-koagulasi), baik dengan atau tanpa reaksi oksidasireduksi, dan juga berlangsung sebagai hasil reaksi oksidasi.Penurunan kadar logam ini juga mungkin terjadi karena protein kationik dari Moringa berikatan dengan muatan negatif dari senyawa yang mengikat ion-ion logam tersebut sehingga ion logam terendapkan pH alkali yang ditimbulkan oleh penambahan koagulan Moringa juga memungkinkan ionion logam yang bermuatan positif terendap sebagai hidroksida logam yang tidak larut karena M. oleifera melepaskan gugus OH-. Hal ini didukung fakta bahwa pada perlakuan tanpa koagulan, untuk mengendapkan logam dilakukan dengan embubuhkan larutan alkali (air kapur misalnya) sehingga terbentuk endapan hidroksida logam-logam tersebut adalah Fe(OH)3. Endapan logam tersebut akan lebih stabil jika pH air > 10,5. Hal ini tentu saja tidak efektif pada pengolahan air sungai brantas dan air tanah karena akan membutuhkan proses tambahan untuk menurunkan nilai pH.






BAB V NERACA MASSA

V.1 Neraca Massa Biji Kelor Asumsi : dalam skala industry kecil Bahan yang masuk : 1 kilogram = 1000 gram NERACA MASSA TOTAL Tabel V.1 Komposisi Biji Kelor Parameter

Komposisi %

Kadar air

22,4

Protein

15,6

Lemak

10,1

Karbohidrat

11,5

Serat

5,10

Kalsium

3,76

Magnesium

0,96

Fosfor

5,50

Kalium

1,43

Vitamin A

15,3 V-1

V-2 BAB V Neraca Massa

Vitamin B

3,5

Vitamin C

5,0

Kandungan Lainnya

0,34

Total

100

(Haklim Bey, All Things Moringa, 2010) V.2 Tahap Persiapan Bahan Baku V.2.1 Penghalusan Fungsi : untuk memperkecil ukuran biji kelor

Tabel V.2 Neraca Massa pada proses penghalusan Bahan masuk Komponen

Berat (g)

Bahan keluar Komponen

Aliran(1) Biji Kelor

Berat (g)

Aliran (2) 1004,9


Serbuk biji kelor

1004,9



Total

1004,9

Total

1004,9

Perhitungan komposisi (gr) Aliran 1 Kadar air

= 22,4% x 1000 gr

= 224 gr

Protein

= 15,6% x 1000 gr

= 156 gr

Lemak

= 10,10% x 1000 gr = 101 gr

Karbohidrat

= 11,5% x 1000 gr

= 115 gr

Serat

= 5,10% x 1000 gr

= 51 gr

Kalsium

= 3,76% x 1000 gr

= 37,6 gr

Magnesium

= 0,96% x 1000 gr

= 9,6 gr

Fosfor

= 5,5% x 1000 gr

= 55 gr

Kalium

= 1,43% x 1000 gr

= 14,3 gr

Vitamin A

= 15,3% x 1000 gr

= 153 gr

Vitamin B

= 3,5% x 1000 gr

= 35 gr

Vitamin C

= 5,0% x 1000 gr

= 50 gr

Kandungan Lainnya = 0,34% x 1000 gr = 35 gr Total


=1004,9 gr



Perhitungan komposisi (gr) Aliran 2 Kadar air

= 22,4% x 1000 gr = 224 gr

Protein

= 15,6% x 1000 gr = 156 gr

Lemak

= 10,10% x 1000 gr = 101 gr

Karbohidrat

= 11,5% x 1000 gr = 115 gr

Serat

= 5,10% x 1000 gr = 51 gr

Kalsium

= 3,76% x 1000 gr = 37,6 gr

Magnesium

= 0,96% x 1000 gr = 9,6 gr

Fosfor

= 5,5% x 1000 gr

Kalium

= 1,43% x 1000 gr = 14,3 gr

Vitamin A

= 15,3% x 1000 gr = 153 gr

Vitamin B

= 3,5% x 1000 gr

= 35 gr

Vitamin C

= 5,0% x 1000 gr

= 50 gr

= 55 gr

Kandungan Lainnya = 0,34% x 1000 gr = 3,4 gr Total


=1004,9 gr



V.3.2 Pengeringan biji kelor Fungsi: untuk menghilangkan kadar air yang terdapat pada biji kelor

Tabel V.5.1 Neraca Massa total pada proses pengeringan Bahan Masuk komponen

Bahan Keluar

berat (g)

Aliran (3) Serbuk Biji Kelor Basah

Komponen

berat (g)

Aliran (4) 1004,9

Air

173,82

Aliran (5)

Serbuk Biji kelor kering


831,08



Total

1004,9

Total

1004,9

Aliran 3 Kadar air

= 22,4% x 1000 gr = 224 gr

Protein

= 15,6% x 1000 gr = 156 gr

Lemak

= 10,10% x 1000 gr = 101 gr

Karbohidrat

= 11,5% x 1000 gr = 115 gr

Serat

= 5,10% x 1000 gr = 51 gr

Kalsium

= 3,76% x 1000 gr = 37,6 gr

Magnesium

= 0,96% x 1000 gr = 9,6 gr

Fosfor

= 5,5% x 1000 gr

Kalium

= 1,43% x 1000 gr = 14,3 gr

Vitamin A

= 15,3% x 1000 gr = 153 gr

Vitamin B

= 3,5% x 1000 gr

= 35 gr

Vitamin C

= 5,0% x 1000 gr

= 50 gr

= 55 gr

Kandungan Lainnya = 0,34% x 1000 gr = 3,4 gr Total

=1004,9 gr

Kadar air pada keadaan kering = massa serbuk biji kelor kering – massa serbuk biji kelor basah 831,08 gr – 1004,9 gr = -173,9 gr + 224 gr = 50,18




x 100 = 6,038% Aliran 4 Kadar air

= 50,1 / 831 x 100 = 6,038 %

Protein

= 156 / 831 x 100 = 18,773 %

Lemak

= 101 / 831 x 100 = 12,154 %

Karbohidrat

= 115 / 831 x 100 = 13,839 %

Serat

= 51 / 831 x 100 = 6,1372 %

Kalsium

= 37,6 / 831 x 100 = 4,5247%

Magnesium

= 9,6 / 831 x 100 = 1,1552 %

Fosfor

= 55 / 831 x 100

Kalium

= 14,3 / 831 x 100 = 1,7208 %

Vitamin A

= 153 / 831 x 100 = 18,412,0074 %

Vitamin B

= 35 / 831 x 100 = 4,211 %

Vitamin C

= 50 / 831 x 100 = 6,0168 %

= 6,6185 %

Kandungan Lainnya = 3,4 / 831 x 100 = 0,409 % Tabel V.3.3 Neraca Massa komponen pada proses pengeringan Bahan masuk Komponen

Bahan keluar

Komposisi (g)


Komponen

Komposisi (g)



Aliran (3)

Aliran (5)

Kadar air

224

Kadar air

50,176

Protein

156

Protein

156

Lemak

101

Lemak

101

Karbohidrat

115

Karbohidrat

115

Serat

51

Serat

51

Kalsium

37,6

Kalsium

37,6

Magnesium

9,6

Magnesium

9,6

Fosfor

55

Fosfor

55

Kalium

14,3

Kalium

14,3

Vitamin A

153

Vitamin A

153

Vitamin B

35

Vitamin B

35

Vitamin C

50

Mangan

50

Kandungan lain

3,4

Kandungan lain

3,4

Aliran (5)

Total

1004,9

Air

173,82

Total

1004,9



BAB VI NERACA PANAS

VI.1 Neraca Panas biji Kelor Asumsi : dalam skala laboratorium Bahan yang masuk : 1 kilogram = 1000 gram

VI.1.2 Pengeringan biji kelor

Kondisi Operasi

T = 70 0C

∆T

t = 1 jam

T reference = 25

= T – T reference

VI-1

VI-2 BAB VI Neraca Panas

Q Masuk MASSA (KG)

Cp (kkal/ KgC)

T

delt aT

Q masuk (kkal)

PROTEIN

0,156

0,0003 78969

70

45

0,002660361

LEMAK

0,101

0,0004 32277

70

45

0,001964701

KARBOHIDRA T

0,115

0,0003 4553

70

45

0,00178812

SERAT (Lignin)

0,051

0,2958

70

45

0,678861

KALSIUM

0,0376

0,0002 0857

70

45

0,0003529

MAGNESIUM

0,0096

0,0003 08509

70

45

0,000133276

FOSFOR

0,055

0,0001 99876

70

45

4,94694 x 10-6

KALIUM

0,0143

0,0001 89852

70

45

0,00012217

Vit A

0,153

70

45

0,000177965

KOMPONEN ALIRAN (1)

2,5848 2 x 10-


5



0,035

2,7902 6 x 10-

70

45

4,39465 x 10-5

Vit C

0,05

4,2031 2 x 10-

70

45

9,45703 x 10-5

Air

0,224

70

45

0,008172351

Lainnya

0,0085

70

45

1,13285 x 10-5

TOTAL

0,69487738 3

Vit B

5

5

0,0008 10749 7,4042 2 x 105

Q Keluar MASSA (KG)

Cp (kkal/KgC)

T

delta T

Q Keluar

PROTEIN

0,156

0,000378969

70

45

0,002660361

LEMAK

0,101

0,000432277

70

45

0,001964701

KARBOHIDRAT

0,115

0,00034553

70

45

0,00178812

SERAT (Lignin)

0,051

0,2958

70

45

0,678861

KOMPONEN ALIRAN (2)




KALSIUM

0,0376

0,00020857

70

45

0,0003529

MAGNESIUM

0,0096

0,000308509

70

45

0,000133276

FOSFOR

0,055

0,000199876

70

45

0,000494694

KALIUM

0,0143

0,000189852

70

45

0,00012217

Vit A

0,00006

2,58482 x 10-5

70

45

0,000177965

Vit B

0,035

2,79026 x 10-5

70

45

4,39465 x 10-5

Vit C

0,05

4,20312 x 10-5

70

45

9,45703 x 10-5

Air

0,50176

0,000810749

70

45

0,001830607

Lainnya

0,0034

7,40422 x 10-5

70

45

0,1738

0,000810749

70

45

1,13285x 105

ALIRAN (3) Air Yang Menguap

TOTAL


0,006341745 0,694877383



NERACA PANAS PENGERINGAN MASUK KOMPONEN

KELUAR Q (Kkal)

ALIRAN (1)

KOMPONEN

Q (Kkal)

ALIRAN (2)

PROTEIN

0.002660361

PROTEIN

0.002660361

LEMAK

0.001964701

LEMAK

0.001964701

KARBOHIDRAT

0.00178812

KARBOHIDRAT

0.00178812

SERAT (Lignin)

0.678861

SERAT (Lignin)

0.678861

KALSIUM

0.0003529

KALSIUM

0.0003529

MAGNESIUM

0.000133276

MAGNESIUM

0.000133276

FOSFOR

0.000494694

FOSFOR

0.000494694

KALIUM

0.00012217

KALIUM

0.00012217

Vit A

0.000177965

Vit A

0.000177965

Vit B

4.39465 x 10-5

Vit B

4.39465 x 10-5

Vit C

9.45703 x 10-5

Vit C

9.45703 x 10-5

Air

0.008172351

Air

0.001830607




Lainnya Lainnya

TOTAL

1.13285 x 10-5

0.69487738


1.13285 x10-5


0.006341745

TOTAL

0.694877383


BAB VII ESTIMASI BIAYA

Estimasi Biaya Total “Produksi Biokoagulan dari Biji kelor(Moringa Oleifera.) dengan kapasitas produksi 150 kemasan/hari adalah sebagai berikut: Tabel VII. 1 Investasi Bahan Habis Pakai (Variable Cost) selama 1 hari

Harga (Rp.)

Total Biaya (RP.)

5000/1kg

250.000

No

Keterangan

Kuantita s

1.

Biji kelor

50kg

2.

Pemasaran

100.000/tahun

100.000

3.

transportasi

100.000/tahun

100.000

4.

Air PDAM

800 L

2660/m3

2128

5.

Listrik

26 kWH

1350/kWH

35100

6.

kemasan plastik

50

500/kemasan

25.000

7.

kardus

1

8.

Gaji Karyawan

2 orang

1000 25.000/orang

50.000 563.228

TOTAL VC VII-1

VII-2 BAB VII Estimasi Biaya

Tabel VII. 2 Investasi Alat (Fixed Cost) selama 1 tahun investasi Alat (fixed cost) selama 1 tahun No

keterangan

kuantit as

Harga (Rp.)

Total (Rp)

Biaya

1

Alat pengupas

5 unit

1.200.000

6.000.000

2

oven

5 unit

1.000.000

5.000.000

3

Alat grinder

5 unit

2.500.000

12.500.000

4

alat pengayak

5 unit

1.000.000

5.000.000

5

alat pengemas

5 unit

1.000.000

5.000.000

6

sewa rumah

1

5.000.000

5.000.000 38.500.000

TOTAL FC

Total Biaya Produksi dalam 1 hari

= Rp.563.228,-

Biaya Produksi Perbulan

=Rp.563.228,x26 = RP.14.643.928,-

Biaya Produksi Pertahun 12

=

RP.20.895.628,-x

= Rp.250.747.536,-




Total Produksi Koagulan dalam 1 hari

= 150 kemasan

1 kemasan = 300gr Total Produksi Koagulan Perbulan

= 150 kemasan x 26 = 3.900 kemasan

Total Produksi Koagulan Pertahun

= 3.900 kemasan x 12 = 46.800 kemasan

Total Biaya Produksi = Fixed Cost (FC) + Variabel Cost (VC) Rp.175.727.136,-

=

Rp.38.500.000,-

+

= Rp.214.227.136,Harga Pokok Produksi (HPP)

=

Harga Pokok Produksi (HPP) =

Rp.214.227.136, 46.800kemasan = Rp.4.577,5,-

Margin Keuntungan yang diinginkan

= 30% dari HPP = 30% xRp.4.577,5,= Rp.1.373,25,-

Harga Jual Akhir

= HPP + Marjin = Rp.4.577,5,-+ Rp.1.373,25,-




= Rp.5.950,Dibulatkan

= Rp.6.000,-

Variabel Cost Per Unit = Variabel Cost Per Unit =

Rp.175.727.136, 46.800kemasan = Rp.3.754,8,-

Total Penjualan

= Rp.6.000,-x 46.800 kemasan = Rp.280.800.000,-

BEP Unit

=

BEP Unit

=

BEP Unit

= 17.148 kemasan

BEP Rupiah

=

BEP Rupiah

=

Rp.38.500.000, Rp.6.000, / kemasan  Rp.3.754,8, / kemasan

Rp.38.500.000, Rp.3.755, 1 ( ) Rp.6.000.,




BEP Rupiah

= Rp.102.888.601.-

Tabel VII.3 Perhitungan Biaya Unit yang Dijual

Pendapatan total

Biaya tetap

Biaya variabel

Biaya total

3.900

23.400.000

38.500.000

14.643.928

53.143.928

7.800

46.800.000

38.500.000

29.287.856

67.787.856

11.700

70.200.000

38.500.000

43.931.784

82.431.784

15.600

93.600.000

38.500.000

58.575.712

97.075.712

19.500

117.000.000

38.500.000

73.219.640

111.719.640

23.400

140.400.000

38.500.000

87.863.568

126.363.568

27.300

163.800.000

38.500.000

102.507.496

141.007.496

31.200

187.200.000

38.500.000

117.151.424

155.651.424

35.100

210.600.000

38.500.000

131.795.352

170.295.352

39.000

234.000.000

38.500.000

151.270.652

189.770.652

42.900

257.400.000

38.500.000

170.745.952

209.245.952

44.980

269.880.000

38.500.000

190.221.252

228.721.252




Grafik VII.1 Grafik BEP Koagulan dari Biji kelor (Moringa oleifera) Jadi dapat disimpulkan bahwa titik pulang pokok perusahaan diperoleh pada volume penjualan 17.148 kemasan atau setara dengan 5.144,4 kg. Apabila perusahaan telah mencapai angka penjualan tersebut di atas, maka dapat diartikan bahwa perusahaan telah mencapai titik dimana perusahaan tidak mengalami kerugian atau memperoleh keuntungan.



BAB VIII KESIMPULAN DAN SARAN VIII.1 Kesimpulan 1. Serbuk biji kelor dapat digunakan sebagai koagulan alami (biokoagulan) sebagai pengganti tawas. 2. Penambahan dosis optimum bio koagulan biji kelor berada pada dosis 210ppm dengan penurunan turbidity hingga 34,45ppm sedangkan Tawas berada pada dosis 270ppm dengan penurunan turbidity hingga 95,05ppm VIII.2 Saran 1. Perlunya pengembangbiakan biji kelor sendiri untuk menekan total biaya pembuatan produk biji kelor. 2. Perencanaan pembuatan yang lebih tertata rapi agar memudahkan dalam pembuatan produk serbuk biji kelor.

VIII-1

DAFTAR PUSTAKA Achmad, Rukaesih. 2004. Kimia Lingkungan. ANDI: Yogyakarta. Arifin. 2007. Tinjauan dan Evaluasi Proses Kimia (Koagulasi, Netralisasi, Desinfeksi) di Instal asi Pengolahan Air Minum . PT. Tirta Kencana Cahaya Mandiri. Tangerang Effendi, Hefni. 2003. Telaah Kualitas Air Bagi Pengelolaan Sumber Daya dan Lingkungan Perairan. Yogyakarta: Penerbit Kanisius. Pararaja. 2008. Meninjau: Proses Koagulasi & Flokulasi Dalam Suatu Instalasi Pengolahan Air. Skima Madiun Diakses. http://smk3ae.wordpress.com/ Hal 17 Sayed, Mahdi. 2009. Tingkat Kekeruhan Air Sungai. Diakses di http://gogreenindonesia.blogspot.com/ Hal 4-5 Sutherland J.P.dkk. 1994. Moringa Oleifera as Natural Coagulant. Journal of WEDC Conference. University of Leicester, UK. Wibraham,C., Antony,Mata. dan S.Michael., 1982, Introduction to Organic and Biological Chemistry. Diterjemahkan oleh Suminar Achmadi, ITB, 1992.

viii

APPENDIKS A PERHITUNGAN NERACA MASSA NERACA MASSA TOTAL Neraca Massa Biji Kelor Asumsi : dalam skala industry kecil Bahan yang masuk : 1 kilogram = 1000 gram

Tabel V.1 Komposisi Biji Kelor Parameter Kadar air Protein Lemak Karbohidrat Serat Kalsium Magnesium Fosfor Kalium Vitamin A Vitamin B Vitamin C Kandungan Lainnya Total

Komposisi % 22,4 15,6 10,1 11,5 5,10 3,76 0,96 5,50 1,43 15,3 3,5 5,0 0,34 100

(Haklim Bey, All Things Moringa, 2010)

i

V.2 Tahap Persiapan Bahan Baku V.2.1 Penghalusan

Fungsi : untuk memperkecil ukuran biji kelor

Tabel V.2Neraca Massa pada proses penghalusan Bahan masuk Bahan keluar Komponen Berat (g) Aliran(1) Biji Kelor 1004,9 Total

Komponen Berat (g) Aliran (2) Serbuk biji 1004,9 kelor Total 1004,9

1004,9

Perhitungan komposisi (gr) Aliran 1 Kadar air = 22,4% x 1000 gr Protein = 15,6% x 1000 gr Lemak = 10,10% x 1000 gr Karbohidrat = 11,5% x 1000 gr Serat = 5,10% x 1000 gr Kalsium = 3,76% x 1000 gr Magnesium = 0,96% x 1000 gr Fosfor = 5,5% x 1000 gr Kalium = 1,43% x 1000 gr Vitamin A = 15,3% x 1000 gr Vitamin B = 3,5% x 1000 gr

ii

= 224 gr = 156 gr = 101 gr = 115 gr = 51 gr = 37,6 gr = 9,6 gr = 55 gr = 14,3 gr = 153 gr = 35 gr

Vitamin C = 5,0% x 1000 gr = 50 gr Kandungan Lainnya = 0,34% x 1000 gr = 35 gr Total =1004,9 gr Perhitungan komposisi (gr) Aliran 2 Kadar air = 22,4% x 1000 gr = 224 gr Protein = 15,6% x 1000 gr = 156 gr Lemak = 10,10% x 1000 gr = 101 gr Karbohidrat = 11,5% x 1000 gr = 115 gr Serat = 5,10% x 1000 gr = 51 gr Kalsium = 3,76% x 1000 gr = 37,6 gr Magnesium = 0,96% x 1000 gr = 9,6 gr Fosfor = 5,5% x 1000 gr = 55 gr Kalium = 1,43% x 1000 gr = 14,3 gr Vitamin A = 15,3% x 1000 gr = 153 gr Vitamin B = 3,5% x 1000 gr = 35 gr Vitamin C = 5,0% x 1000 gr = 50 gr Kandungan Lainnya = 0,34% x 1000 gr = 3,4 gr Total =1004,9 gr

V.3.2 Pengeringan biji kelor

Fungsi: untuk menghilangkan kadar air yang terdapat pada biji kelor

iii

Tabel V.5.1 Neraca Massa total pada proses pengeringan Bahan Masuk Bahan Keluar komponen berat (g) komponen berat (g) Aliran (3) Aliran (4) Serbuk Biji Kelor Air 1004,9 173,82 Basah Aliran (5) Serbuk Biji kelor kering Total

1004,9

Total

831,08 1004,9

Aliran 3 Kadar air = 22,4% x 1000 gr = 224 gr Protein = 15,6% x 1000 gr = 156 gr Lemak = 10,10% x 1000 gr = 101 gr Karbohidrat = 11,5% x 1000 gr = 115 gr Serat = 5,10% x 1000 gr = 51 gr Kalsium = 3,76% x 1000 gr = 37,6 gr Magnesium = 0,96% x 1000 gr = 9,6 gr Fosfor = 5,5% x 1000 gr = 55 gr Kalium = 1,43% x 1000 gr = 14,3 gr Vitamin A = 15,3% x 1000 gr = 153 gr Vitamin B = 3,5% x 1000 gr = 35 gr Vitamin C = 5,0% x 1000 gr = 50 gr Kandungan Lainnya = 0,34% x 1000 gr = 3,4 gr Total =1004,9 gr Kadar air pada keadaan kering = massa serbuk biji kelor kering – massa serbuk biji kelor basah 831,08 gr – 1004,9 gr = -173,9 gr + 224 gr = 50,18

iv

x 100 = 6,038% Aliran 4 Kadar air = 50,1 / 831 x 100 = 6,038 % Protein = 156 / 831 x 100 = 18,773 % Lemak = 101 / 831 x 100 = 12,154 % Karbohidrat = 115 / 831 x 100 = 13,839 % Serat = 51 / 831 x 100 = 6,1372 % Kalsium = 37,6 / 831 x 100 = 4,5247% Magnesium = 9,6 / 831 x 100 = 1,1552 % Fosfor = 55 / 831 x 100 = 6,6185 % Kalium = 14,3 / 831 x 100 = 1,7208 % Vitamin A = 153 / 831 x 100 = 18,412,0074 % Vitamin B = 35 / 831 x 100 = 4,211 % Vitamin C = 50 / 831 x 100 = 6,0168 % Kandungan Lainnya = 3,4 / 831 x 100 = 0,409 % Tabel V.3.3 Neraca Massa komponen pada proses pengeringan Bahan masuk Bahan keluar Komponen Komposisi (g) Aliran (3) Kadar air 224 Protein 156 Lemak 101 Karbohidrat 115 Serat 51 Kalsium 37,6 Magnesium 9,6 Fosfor 55 Kalium 14,3 Vitamin A 153 Vitamin B 35

Komponen Komposisi (g) Aliran (5) Kadar air 50,176 Protein 156 Lemak 101 Karbohidrat 115 Serat 51 Kalsium 37,6 Magnesium 9,6 Fosfor 55 Kalium 14,3 Vitamin A 153 Vitamin B 35

v

Vitamin C Kandungan lain

Total

Mangan Kandungan lain Aliran (5)

50 3,4

1004,9

vi

50 3,4

Air

173,82

Total

1004,9

APPENDIKS B NERACA PANAS Neraca Panas Daun Kelor Asumsi : dalam skala laboratorium Bahan yang masuk : 1 kilogram = 1000 gram Pengeringan biji kelor

Kondisi Operasi T = 70 0C t = 1 jam

∆T = T – T reference T reference = 25

Q Masuk KOMPONEN

MASSA (KG)

Cp (kkal/KgC)

T

delta T

Q masuk (kkal)

ALIRAN (1) PROTEIN

0,156

0,000378969

70

45

0,002660361

LEMAK

0,101

0,000432277

70

45

0,001964701

KARBOHIDRAT

0,115

0,00034553

70

45

0,00178812

vii

SERAT (Lignin)

0,051

0,2958

70

45

0,678861

KALSIUM

0,0376

0,00020857

70

45

0,0003529

MAGNESIUM

0,0096

0,000308509

70

45

0,000133276

FOSFOR

0,055

0,000199876

70

45

4,94694 x 10-6

KALIUM

0,0143

0,000189852

70

45

0,00012217

0,153

2,58482 x 10

-5

70

45

0,000177965

-5

70

45

4,39465 x 10-5

Vit A Vit B

0,035

2,79026 x 10

Vit C

0,05

4,20312 x 10-5

70

45

9,45703 x 10-5

0,224

0,000810749

70

45

0,008172351

0,00858

-5

70

45

1,13285 x 10-5

Air Lainnya

7,40422 x 10

TOTAL

0,694877383

Q Keluar KOMPONEN

MASSA (KG)

Cp (kkal/KgC)

T

delta T Q Keluar

ALIRAN (2) PROTEIN

0,156

0,000378969

70

45

0,002660361

LEMAK

0,101

0,000432277

70

45

0,001964701

KARBOHIDRAT

0,115

0,00034553

70

45

0,00178812

SERAT (Lignin)

0,051

0,2958

70

45

0,678861

KALSIUM

0,0376

0,00020857

70

45

0,0003529

MAGNESIUM

0,0096

0,000308509

70

45

0,000133276

viii

FOSFOR

0,055

0,000199876

70

45

0,000494694

KALIUM

0,0143

0,000189852

70

45

0,00012217

0,00006

2,58482 x 10-5

70

45

0,000177965

Vit B

0,035

2,79026 x 10

-5

70

45

4,39465 x 10-5

Vit C

0,05

4,20312 x 10-5

70

45

9,45703 x 10-5

0,50176

0,000810749

70

45

0,001830607

Lainnya

0,0034

-5

70

45

1,13285x 10-5


0,1738

0,000810749

70

45

0,006341745

Vit A

Air

7,40422 x 10

TOTAL

0,694877383

NERACA PANAS PENGERINGAN MASUK KELUAR KOMPONEN Q (Kkal) KOMPONEN Q (Kkal) ALIRAN (1) ALIRAN (2) PROTEIN 0.002660361 PROTEIN 0.002660361

LEMAK

0.001964701 LEMAK

0.001964701

KARBOHIDRAT SERAT (Lignin) KALSIUM MAGNESIUM FOSFOR KALIUM

0.00178812 0.678861 0.0003529 0.000133276 0.000494694 0.00012217

0.00178812 0.678861 0.0003529 0.000133276 0.000494694 0.00012217

KARBOHIDRAT SERAT (Lignin) KALSIUM MAGNESIUM FOSFOR KALIUM

ix

Vit A Vit B Vit C Air Lainnya

TOTAL

0.000177965 4.39465 x 10-5 9.45703 x 10-5 0.008172351 1.13285 x 10-5

Vit A Vit B Vit C Air Lainnya ALIRAN (3) Air Yang Menguap

0.69487738 TOTAL

x

0.000177965 4.39465 x 10-5 9.45703 x 10-5 0.001830607 1.13285 x10-5

0.006341745 0.694877383

BIODATA PENULIS Anggi Eko Bramantio dilahirkan di Banyuwangi 26 Oktober 1993, merupakan anak ke-1 dari 3 bersaudara. Penulis telah menempuh pendidikan formal yaitu di TK Hang Tuah, SDN Tanjung jati 2, SMPN 1 Kamal, dan SMK 2 Bangkalan. Setelah lulus dari SMK 2 Bangkalan tahun 2011, Penulis mengikuti Seleksi Ujian Masuk D3 ITS dan diterima di Program Studi D3 Teknik Kimia FTIITS pada tahun 2011 dan terdaftar dengan NRP. 2311 030 044. Alamat email: [email protected] Anang Mustofa dilahirkan di Mojokerto 3 April 1992, merupakan anak ke-2 dari 2 bersaudara. Penulis telah menempuh pendidikan formal yaitu di TK 17 Agustus, SDN Mojorejo 1 Mojokerto, SMPN 1 Jetis Mojokerto, dan SMAN 1 Gedeg Mojokerto. Setelah lulus dari SMAN 1 Gedeg Mojokerto tahun 2011, Penulis mengikuti Seleksi Ujian Masuk D3 ITS dan diterima di Program Studi D3 Teknik Kimia FTI-ITS pada tahun 2011 dan terdaftar dengan NRP. 2311 030 089. Alamat email: [email protected]

PEMBUATAN BIO KOAGULAN DARI BIJI KELOR (Moringa Oleifera) SEBAGAI PENGGANTI KOAGULAN SINTETIS (TAWAS)

Recommend Documents