Model adsorpsi pada larutan pewarna sintetik direct secara kontinyu: pengaruh konsentrasi zat warna

Lia Cundari; Leonardo R. Ginting; Teddy Suryadinata; uthfiyah A. Sayyidah; Althaf Taufiqurrahman; R. Rosalina

doi:10.36706/jtk.v26i2.458

Lia Cundari Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya
Leonardo R. Ginting Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya
Teddy Suryadinata Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya
uthfiyah A. Sayyidah Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya
Althaf Taufiqurrahman Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya
R. Rosalina Politeknik ATI Padang

DOI: https://doi.org/10.36706/jtk.v26i2.458

Keywords: Kolom Adsorpsi, Konsentrasi Zat Warna, Kurva Breakthrough, Model Kinetika, Kontinyu

Abstract

Air limbah dari produksi kain Jumputan yang menggunakan pewarna sintetik berbahaya bagi lingkungan. Limbah cair tersebut dapat diolah dengan menggunakan karbon aktif berbahan baku biji pinang hias (Cyrtostachys lakka). Pembuatan karbon aktif dilakukan dengan proses karbonisasi pada suhu 500oC, diaktifkan menggunakan larutan HCl 0,5 M, dan diperkecil ukurannya hingga 60 mesh. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh konsentrasi awal umpan terhadap waktu jenuh dan persen zat warna terserap, dan untuk menentukan performa kolom adsorpsi yang dioperasikan secara kontinyu berdasarkan analisa kurva breakthrough dari model kinetika adsorpsi. Model yang digunakan dalam penelitian ini adalah model Thomas, Yoon-Nelson, dan Adam-Bohart. Penelitian dilakukan pada kolom adsorpsi fixed-bed terbuat dari pipa PVC dengan dimensi berupa tinggi 60 cm, diameter 5 cm, tinggi bed 15 cm. Limbah cair yang digunakan berupa larutan pewarna sintetik menggunakan pewarna direct dengan perbandingan antara pewarna, air, dan asam asetat adalah 16,2 gr: 20 l: 10 ml. Larutan pewarna ini diumpankan dari bagian atas kolom dengan laju alir 10 ml/menit. Variasi pada penelitian ini adalah konsentrasi awal larutan pewarna yaitu 500, 1000, 1500, dan 2000 ppm. Hasil penelitian menunjukkan bahwa semakin pekat konsentrasi awal limbah cair maka kolom akan lebih cepat jenuh tetapi zat warna yang berhasil diserap akan semakin banyak. Model kinetika Thomas dan Yoon-Nelson dapat memprediksi kurva breakthrough untuk semua variabel konsentrasi pewarna dengan nilai regresi 0,910-0,955 dan nilai error (SS) 0,009-0,297, sedangkan untuk model Adam-Bohart hanya dapat memprediksi kurva breakthrough untuk konsentrasi 2000 ppm.

References

Apecsiana, Febe, Hans Kristianto, dan Arenst Andreas, 2016. Adsorpsi Ion Logam Tembaga Menggunakan Karbon Aktif dari Bahan Baku Kulit Salak. Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia “Kejuangan” Yogyakarta: Program Studi Teknik Kimia, FTI, UPN “Veteran” Yogyakarta, 7.
Cundari, L, B D Afrah, D I Utami, dan N I Matondang, 2019. Adsorption Model in Removal of Direct Synthetic Dyes in Aqueous Solution onto Tea Waste. Journal of Physics: Conference Series 1167(1): 1–8.
Cundari, L, K F Sari, dan L Anggraini, 2018. Characteristic of Betel Nuts Activated Carbon and Its Application to Jumputan Wastewater Treatment. IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, Materials Science and Engineering, Pekanbaru-Riau, Indonesia: IOP Publishing, 1-8 012041.
Cundari, Lia, M Fersyando Melsi, dan Caesar Fiat, 2016. Pengaruh Waktu Sampling dan Ukuran Partikel Adsorben terhadap Adsorpsi Kontinyu Limbah Kain Jumputan. Jurnal Teknik Kimia 22(4): 19–26.
Irawati, Heni, Nurul Hidayat Aprilita, dan Eko Sugiharto, 2018. Adsorpsi Zat Warna Kristal Violet Menggunakan Limbah Kulit Singkong (Manihot esculenta). Journal of Mathematics and Natural Sciences 25(1): 17–31.
Isiuku, B O, dan M Horsfall Jr., 2017. Packed-Bed Column Adsorption of Metanil Yellow (MY) from Simulated Wastewater Using Granular NaOH-Activated Carbon from Cassava (Manihot Esculenta) Peels. World News of Natural Sciences 14: 11–35.
Kannan, Narayanasami, dan T. Veemaraj, 2010. Batch Adsorption Dynamics and Equilibrium Studies for The Removal of Cd(II) Ions from Aqueous Solution Using Jack Fruit Seed and Commercial Activated Carbons. Electronic Journal of Environmental, Agricultural and Food Chemistry 9(2): 327–36.
Kumar, Ponnusamy Senthil, Subramaniam Ramalingam, Vasanthakumar Sathyaselvabala, Selvaraj Dinesh Kirupha, Arukkani Murugesan, dan Subramanian Sivanesan, 2012. Removal of Cadmium(II) from Aqueous Solution by Agricultural Waste Cashew Nut Shell. Korean Journal of Chemical Engineering 29(6): 756–68.
Lanjar, Lanjar, Fatma Indah Riayanti, dan Widi Astuti, 2018. Kesetimbangan Adsorpsi Zat Warna Methyl Violet Oleh Karbon Aktif Berbasis Limbah Daun Nanas (Ananas comosus L). METANA 14(2): 31–36.
Lasmana, Andrik, Akmal Mukhtar, dan Emrizal Mahidin Tamboesai, 2016. Adsorpsi Zat Warna Congo Red menggunakan Zeolit Alam Teraktivasi. Repository University of Riau: 1–7.
Lim, Ai Phing, dan Ahmad Zaharin Aris, 2014. Continuous Fixed-Bed Column Study and Adsorption Modeling: Removal of Cadmium (II) and Lead (II) Ions in Aqueous Solution by Dead Calcareous Skeletons. Biochemical Engineering Journal 87: 50–61.
Lo, Huang-Mu, Kae-Long Lin, Min-Hsin Liu, Hsung-Ying Chiu, Fang-Cheng Lo, K-C Chang, dan J-H Chang, 2019. Cu Adsorption in Fixed Bed Column with Three Different Influent Concentration. Web of Conferences 120, 03003 (2019), eds. K.-C. Chang and J.-H. Chang. E3S Web of Conferences, 1–5.
López-Cervantes, Jaime, Dalia I Sánchez-Machado, Reyna G Sánchez-Duarte, dan Ma A Correa-Murrieta, 2017. Study of a Fixed-Bed Column in The Adsorption of an Azo Dye from an Aqueous Medium Using a Chitosan–Glutaraldehyde Biosorbent. Adsorption Science & Technology 0(0): 1–18.
Mistar, Eka Marya, Ida Hasmita, Tata Alfatah, Abrar Muslim, dan Muhammad Dani Supardan, 2019. Adsorption of Mercury(II) Using Activated Produced from Bambusa Vulgaris Var. Striata in a Fixed Bed Column. Sains Malaysiana 48(4): 719–25.
Mizwar, Andy, 2013. Penyisihan Warna pada Limbah Cair Sasirangan dengan Adsorpsi Zeolit dalam Fixed-Bed Column. Environmental Science 9: 1–9.
Nikhila, Gopal, Asaithambi M, Sivakumar P, dan Sivakumar V., 2016. Continuous Fixed Bed Adsorption Studies of Rhodamine-B Dye Using Polymer Bound Adsorbent. Indian Journal of Chemical Technology 23: 53–58.
Rosydiena, Wahyunanto Agung Nugroho, dan Evi Kurniati, 2015. Rancang Bangun Kinerja Alat Adsorpsi Limbah Cair Pewarnaan Industri Batik Tulis Sidoarjo. Jurnal Keteknikan Pertanian Tropis dan Biosistem 3(3): 356–63.
Xu, Zhe, Jian-guo Cai, dan Bing-cai Pan, 2013. Mathematically Modeling Fixed-Bed Adsorption in Aqueous Systems. Journal of Zhejiang University SCIENCE A 14(3): 155–76.
Yuliasari, Nova, Miksusanti, dan Setiyowati Endang, 2011. Penurunan Kebutuhan Oksigen Kimiawi Limbah Jumputan Menggunakan Lumut Hati. Jurnal Penelitian Sains 14(1c): 14107-29-14107–32.