## CHEESA: Chemical Engineering Research Articles
ISSN 2614-8757 (Print) , ISSN 2615-2347 (Online)
Available online at: http://e-journal.unipma.ac.id/index.php/cheesa Copyright © 2018
Studi Awal Kemampuan Adsorpsi Komposit Kulit Telur Ayam dengan Sekam Padi sebagai Adsorben Metil Orange

## Embun Rachma Haqiqi
Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas PGRI Madiun, email: embun.haqiqi@unipma.ac.id
Received: 07/06/2018; Revised: 21/06/2018; Accepted: 22/06/2018

## Abstrak
Industri tekstil berkontribusi  atas terjadinya pencemaran lingkungan, yaitu pencemaran perairan oleh limbah  zat  warna  tekstil.  Pada  penelitian  ini,  kulit  telur  ayam  dan  sekam  padi  dipreparasi  sebagai adsorben  dalam  rangka  mengatasi  masalah  limbah  zat  warna  tekstil.  Metode  penelitian  terdiri  dari proses preparasi adsorben, adsorpsi, dan pengukuran menggunakan spektrofotometer UV-Vis. Proses adsorbsi  melibatkan  5  sampel  adsorben  komposit  dengan  variasi  rasio  3:1,  2:1,  1;1,  1:2,  dan  1:3. Berdasarkan hasil penelitian, adsorben kulit telur ayam  yang dikombinasikan dengan sekam padi dan variasi  rasio  1:3  mampu  mengadsorbsi  metil  orange  dari  larutan  sampai  sebesar  55,90%.  Sehingga, cangkang telur ayam dan sekam padi sangat berpotensi untuk dimanfaatkan sebagai adsorben. Faktor yang  mendukung  potensinya  sebagai  adsorben  adalah  karakter  gugus  fungsi  dan  keberadaannya  di alam yang mudah ditemukan, melimpah, serta ekonomis.
Kata kunci : adsorben, kulit telur ayam, metil orange, sekam padi, spektrofotometri.

## Abstract
The textile industry contribute over the occurrence of environmental pollution, namely the pollution of waters  by  textile  dyes.  In  this  study,  chicken  eggshell  and  rice  husk  is  prepared  as  an  adsorbent  in order  to  resolve  the  problem  of  textile  dyes  pollution.  Research  method  consists  of  the  adsorbents preparation  process,  adsorption,  and  measurement  using  spectrophotometer  UV-Vis.  This  process involves 5 adsorbent composite sample with the variation of ratio 3:1, 2:1, 1; 1, 1:2, and 1:3. Based on this research results, chicken eggshell adsorbent combined with rice husk and variation of ratio 1:3 has the capability to adsorb methyl orange from aqueous solution up to 55,90%. So, eggshell and rice husk are very potential used as an adsorbent. Factors that favour its potential as an adsorbent is the character of functional groups and its existence in nature that is easily found, abundant, as well as economical.
Keywords: adsorbent, chicken eggshell, methyl orange, rice husk, spectrophotometry.

## PENDAHULUAN
Penggunaan  zat  warna  pada  industri tekstil  yang  dibuang  ke  lingkungan  tanpa proses  pengolahan  limbah  yang  baik  dan benar  telah  menimbulkan  pencemaran lingkungan.  Zat  warna  tekstil  merupakan salah  satu  limbah  yang  sifatnya  tidak mudah diuraikan dan karsinogenik, karena terbuat  dari  senyawa  azo  dan  turunannya (Widjajanti,  2009).  Metil  Orange  adalah zat  warna  Azo  yang  banyak  digunakan dalam industri tekstil di Indonesia. Rumus senyawa ini adalah C 14 H 14 N 3 NaO 3 S, biasa
digunakan  sebagai  indikator  pada  titrasi asam-basa.  Oleh  karena  itu,  dalam  rangka menangani masalah pencemaran lingkungan  oleh  zat  warna  tekstil,    perlu dilakukan  pengolahan  limbah  melalui proses  kimia,  fisika,  dan  biologi.  Salah satu  metode  yang  marak  diteliti  karena kemudahan dan efisiensinya adalah metode adsorpsi.
Pengembangan biomassa sebagai adsorben dalam upaya penanganan masalah  limbah  telah  banyak  dilakukan. Sutiyani  dan  Sukarnen  pada  tahun  2015
Studi Awal Kemampuan Adsorpsi Komposit Kulit Telur Ayam dengan Sekam Padi sebagai Adsorben Metil Orange
melaporkan  ampas  tebu  dan  serbuk  kayu sebagai  adsorben  air  limbah  pewarnaan jeans,  ampas  tebu  sebagai  adsorben  zat warna  cibacron  red  (Diapati,  2009),  arang ampas  tebu  sebagai  adsorben  ion  logam dalam  limbah  air  (Apriliani,  2010), tongkol jagung sebagai adsorben zat warna reactive blue 19 (Purnama  dan  Kurnianto, 2016),  dan  tongkol  jagung  sebagai adsorben  besi  air  tanah  (Rahayu  dan Adhitiyawarman,  2014).  Adapun  adsorpsi zat  warna  metil  orange  telah  diteliti  oleh Mahatmanti  dan  Sumarni  (2003)  serta Zhao et al. (2017) menggunakan adsorben kitosan, adsorben serbuk biji labu teraminasi  (Subbaiah  dan  Kim,  2016), adsorben  Kaolinite  (Sejie  dan  Nadiye- Tabbiruka,  2016),  dan  adsorben  serbuk kulit kayu (Egwuonwu, 2013).
Kulit  telur  ayam  dan  sekam  padi adalah  sumber  pembuatan  adsorben  yang potensial karena mudah ditemukan, melimpah, dan ekonomis. Kulit telur ayam tersusun  dari  94%  kalsium  karbonat,  1% kalium  phospat,  dan  1%  magnesium karbonat    (Saputra,  2005),  sedangkan sekam  padi  terdiri  dari  protein,  lemak, serat,  pentosa,  selulosa,  hemiselulosa, lignin,  dan  senyawa  anorganik.  Adapun kulit  telur  ayam  telah  dimanfaatkan sebagai adsorben untuk menurunkan kadar logam  limbah  cair  industri  elektroplating sebagaimana  telah  dilaporkan  Susanto et al. (2017),  adsorben  peningkatan  kualitas minyak  jelantah  (Fitriyana  &  Safitri,
2015),  adsorben  pemisahan  kromium (Daraei et al. , 2013), adsorpsi pergasol red proses batch (Sanredina et  al. ,  2017),  dan sebagai  adsorben  zat  warna  metil  orange dalam  larutan  (Nurlaeli et  al. ,  2017).
Adapun  sekam  padi  dapat  dimanfaatkan sebagai  adsorben  ion  logam  berat  dalam air  sebagaimana  dilaporkan  Wardalia (2016).
Berdasarkan  studi  literatur,  baik  kulit telur  ayam  maupun  sekam  padi  berpotensi sebagai adsorben karena mudah ditemukan,  melimpah,  dan  ekonomis. Selain itu, pemanfaatannya sebagai adsorben juga telah banyak dikembangkan. Sehingga, dalam rangka mengetahui aktivitas  keduanya  sebagai  adsorben  jika dikombinasikan, perlu dilakukan pengukuran  nilai  adsorbansi  larutan  metil orange  sebelum  dan  setelah  adsorpsi dengan Spektrofotometer.

## METODE PENELITIAN

## Alat
Alat-alat  yang  dibutuhkan  pada penelitian  ini  adalah:  termometer,  spatula, batang  pengaduk,  gelas  arloji,  ayakan, blender  (national),  neraca  analitik,  mortar, pastel,  botol  kaca,  labu  ukur,  gelas  ukur, gelas  kimia,  pipet  ukur,  corong  kaca, tabung centrifuge ,  instrumen centrifuge , instrumen Spektrofotometer Genesys 20.

## Bahan
Bahan-  bahan  yang  digunakan  untuk penelitian  ini  adalah:  cangkang  telur (warung  Madiun),  sekam  padi  (Ciherang Bojonegoro),  metil  orange,  indicator  pH universal, aluminium foil.

## Prosedur yang digunakan

## 1. Preparasi Adsorben
Pertama,  kulit  telur  ayam  dicuci bersih  dengar  air  ledeng.  Setelah  bersih, kemudian  dijemur  sampai  kering  dan dihaluskan dengan cara diblender.
Sedangkan sekam padi yang diperoleh dari Bojonegoro  sudah  berupa  serbuk  halus hasil  pemisahan  biji  padi  dari  kulitnya yang dijemur sampai kering.
Langkah  kedua  adalah  memanaskan kedua  sumber  adsorben  pada  temperatur 105  °C  selama  15  menit.  Kemudian
Studi Awal Kemampuan Adsorpsi Komposit Kulit Telur Ayam dengan Sekam Padi sebagai Adsorben Metil Orange
menyiapkan sampel analisis berupa
adsorben  dengan rasio  kulit  telur  ayam  dan sekam padi a) 3:1, b) 2:1, c) 1:1, d) 1:2, e) 1:3.
2. Adsorpsi Metil Orange
Proses  adsorpsi  dilakukan  dengan mencampur  11  gram  adsorben,  yang  telah divariasi  rasio  antara  kulit  telur  ayam  dan sekam  padi,  dengan  50  mL  larutan  zat warna metil orange 20 ppm ke dalam botol 100  mL.  Adsorpsi  dilakukakan  dengan proses  pengadukan  oleh shaker 200  rpm selama  60  menit.  Setelah  60  menit,  botol diambil  dari shaker dan  didiamkan  hingga terlihat  pemisahan  antara  endapan  dan larutan.  Kemudian,  larutan  di- centrifuge untuk selanjutnya diukur nilai adsorbansinya setelah reaksi dengan Spektrofotometer.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada  Gambar  1.  terdapat  5  sampel adsorben  berupa  komposit  dari  kulit  telur ayam dengan sekam padi yang ditambahkan  ke  dalam  larutan  zat  warna metil  orange.  Massa  adsorben  yang digunakan  adalah  11  gram  dan  volume larutan  metil  orange  sebanyak  50  mL sesuai  dengan  penelitian  yang  dilakukan oleh  Nurlaili et  al. (2017).  Serbuk  kulit telur ayam tanpa membran memiliki warna putih kecoklatan, serbuk sekam padi coklat keabu-abuan,  dan  larutan  zat  warna memiliki  warna  orange.  Pada  penelitian pendahuluan  ini,  serbuk  kulit  telur  ayam dan sekam  padi  yang digunakan mendapat perlakuan  pemanasan  pada  105°C  tanpa pencucian khusus dengan pelarut tertentu .
Gambar 1. Sampel adsorben sebelum adsorpsi dengan  variasi  rasio  kulit  telur ayam  dengan  sekam  padi  a)  3:1,
b) 2:1, c) 1:1, d) 1:2, e) 1:3.
Proses  adsorpsi  larutan  metil  orange berlangsung pada temperatur ruang selama 60  menit,  dan  diaduk  dengan shaker pada kecepatan  200  rpm.  Jika  dibandingkan antara  Gambar  1  dan  Gambar  2, terlihat adanya  penurunan intensitas warna larutan setelah  adsorpsi  berlangsung.  Hal  ini menunjukkan  bahwa  komposit  kulit  telur ayam dengan sekam padi berpotensi untuk dimanfaatkan  sebagai  adsorben  zat  warna metil orange.
Gambar  2. Sampel  adsorben  setelah  adsorpsi dengan  variasi  rasio  kulit  telur ayam  dengan  sekam  padi  a)  3:1,
b) 2:1, c) 1:1, d) 1:2, e) 1:3.
Berdasarkan  data  hasil  pengukuran adsorbansi yang dapat dilihat pada Tabel 1, penurunan  adsorbansi  tertinggi  dihasilkan oleh  komposit  dengan  rasio  massa  kulit telur ayam  dengan sekam  padi  1:3 sebesar 55,90%.  Faktor  yang  berperan  dalam
Studi Awal Kemampuan Adsorpsi Komposit Kulit Telur Ayam dengan Sekam Padi sebagai Adsorben Metil Orange
proses  adsorpsi  yaitu  adanya  gugus  fungsi karbonat,  amina,  –OH,  dan  –C=O.  Tsai et al. (2005)  dan  Cavarlo et  al. (2011) melaporkan bahwa pada sampel kulit  telur ayam  muncul  puncak  berupa  mineral karbonat  serta  vibrasi  kalsium  karbonat berturut-turut pada daerah bilangan gelombang  1417-1425,40;  875,68;  dan 711,73  cm -1 .  Hasil  ini  juga  tidak  berbeda dengan  laporan  penelitian  oleh  Zulfikar et al. (2013).  Adapun  pada  sampel  sekam padi  muncul  puncak  vibrasi  –OH  pada 3448,72  cm -1 (Badriyah  dan  Putri,  2017),
dan  –C=O  yang  dapat  berkonjugasi disekitar 1649,19 cm -1 (Tarley dan Arruda, 2004).
Tabel 1. Data adsorbsi sampel komposit kulit
telur ayam dengan sekam padi Sampel A awal A akhir Penurunan Adsorbansi A (3:1) 1,973 1,106 43,94% B (2:1) 1,973 1,059 46,33% C (1:1) 1,973 1,022 48,20% D (1:2) 1,973 0,982 50,23% E (1:3) 1,973 0,870 55,90%
Salman et  al. (2012)  telah  mem- pelajari  kemampuan  adsorpsi  kulit  telur ayam  terhadap  larutan  zat  warna  tekstil. Ada  tiga  jenis  sampel  adsorben  yang dipelajari,  yaitu  adsorben  dari  kulit  telur ayam,  kulit  telur  dan  membran,  serta membran, sedangkan  sampel  zat  warna tekstil  yang digunakan  adalah metilen biru (kation), metil orange (anion), dan bromofenol biru (anion). Berdasarkan hasil penelitian, ketiga bentuk adsorben tersebut berpotensi  dalam  menurunkan  intensitas zat warna kationik maupun anionik dari air maupun limbah cair.  Menurut Koumanova et  al. (2005),  faktor  yang  berpengaruh tidak hanya karakter pori tetapi juga gugus fungsional  pada  permukaan  adsorben. Gugus  pada  permukaan  adsorben  yang
mampu  bereaksi  dengan  zat  warna  adalah gugus  hidroksil,  amina,  dan  sulfonat. Pramanpol dan Nitayapat (2006)
menyebutkan  bahwa  adanya  sisi  aktif berupa  gugus  amina  dan  amida  membuat adsorben menjadi bermuatan positif, sehingga  berperan  besar  dalam  gaya  tarik elektrostatik terhadap zat bermuatan negatif. Hengpeng et  al. (2010)  dalam laporannya  juga  menyebutkan  bahwa  gugus  – C=O  dan  –OH  pada  sekam  padi  efektif  untuk adsorpsi.

## KESIMPULAN
Berdasarkan hasil pengukuran spektrofotometer  Visibel  Genesys  20, diantara  5  sampel  komposit  (3:1,  2:1,  1:1, 1:2,  dan  1:3)  adsorben  kulit  telur  ayam yang  dikombinasikan  dengan  sekam  padi dan variasi rasio 1:3 mampu mengadsorpsi metil  orange  dari  larutan  sampai  sebesar 55,90%.  Sedangkan  penurunan  adsorbansi berturut-turut  pada  rasio  massa  kulit  telur ayam  dengan sekam  padi 3:1,2:1,  1:1,  dan 1:2  adalah  43,94%;  46,33%;  48,20%,  dan 50,23%.  Sehingga,  kulit  telur  ayam  dan sekam  padi  sangat  berpotensi  untuk dimanfaatkan  sebagai  adsorben.  Faktor yang  mendukung  potensinya  sebagai adsorben adalah karakter gugus fungsi dan keberadaannya  di  alam  yang  mudah ditemukan, melimpah, serta ekonomis.
Saran  untuk  penelitian  selanjutnya,
adalah  perlu  mempelajari  pengaruh  faktor adsorpsi  yang lain seperti  massa adsorben, konsentrasi  zat  warna, waktu  kontak, jenis zat  warna,  metode  preparasi,  dan  pH.
Setelah  semua  faktor  dipelajari,  maka komposit ini dapat dioptimasi ke- mampuannya  sebagai  adsorben  zat  warna. Selain  itu  juga  perlu  dilakukan  modifikasi adsorben dengan cara aktivasi asam basa.
Studi Awal Kemampuan Adsorpsi Komposit Kulit Telur Ayam dengan Sekam Padi sebagai Adsorben Metil Orange

## DAFTAR RUJUKAN
Apriliani,  A.  (2010). Pemanfaatan  Arang Ampas  Tebu  sebagai  Adsorben  Ion Logam Cd, Cr, Cu, dan Pb dalam Air Limbah. Skripsi.  Fakultas  Sainstek UIN Syarif Hidayatullah Jakarta .
Badriyah,  L.  &  Putri,  M.  P.  (2017).
Kinetika  adsorpsi  cangkang  telur pada zat warna metilen biru. Journal of Chemistry , 5(3), 85-91.
Carvalho,  J.,  Araujo,  J.,  &  Castro,  F. (2011). Alternative low-cost ddsorbent  for  water  and  wastewater decontamination derived from eggshell  waste:  An  overview. Waste Biomass Valor , 2, 157-167.
Daraei, H., Mittal, A., Noorisepehr, M., & Mittal,  J.  (2013).  Separation  of chromium  from  water  samples  using eggshell  powder  as  a  low-cost sorbent:  kinetic  and  thermodynamic studies. Desalination  and  Water Treatment, Hal. 1-7.
Diapati.  M.  (2009). Ampas  Tebu  Sebagai Adsorben Zat Warna Reaktif
Cibacron  Red .  Skripsi.  FMIPA, Kimia IPB.
Egwuonwu, P. D. I. M. (2013). Adsorption of  methyl  red  and  methyl  orange using  different  tree  bark  powder. Academic  Research  International , 4(1), 330-338.
Fitriyana & Safitri, E. (2015). Pemanfaatan cangkang telur ayam sebagai adsorben untuk meningkatkan kualitas  minyak  jelantah. Konversi, 4(1), 12-16.
Hengpeng,  Y.,  Qing,  Z.,  &  Dongyun,  D. (2010). Adsorptive removal of Cd(II) from  aqueous  solution  using  natural and  modified  rice  husk. Bioresource Technology , 101, 5175–5179.
Koumanova,  B.,  Peeva,  P.,  Allen,  S.  J., Gallagher,  K.  A.,  &  Healy,  M.  G. (2002).  Biosorption  from  aqueous solution by egg shell membranes and Rhizopus oryzae :  Equilibrium  and kinetic  studies. J.  Chem.  Technol.
Biotechnol, 77, 539-545.
Mahatmanti, F. W. & Sumarni, W. (2003). Kajian  Termodinamika  penyerapan zat  warna  indikator  metil  orange (MO) dalam larutan air oleh adsorben kitosan. JSKA, VI(2), 1-19.
Nurlaili,  T.,  Kurniasari,  L.,  &  Ratnani,  R. D.  (2017).  Pemanfaatan  limbah cangkang telur ayam sebagai adsorben  zat  warna  methyl  orange dalam larutan. Inovasi Teknik Kimia , 2(2), 11-14.
Pramanpol,  N.,  &  Nitayapat,  N.  (2006). Adsorption  of  reactive  dye  by eggshell  and  its  membrane. Kasetsat J.: Nat. Sci., 40, 192-197.
Purnama,  H.  &  Kurnianto,  A.  R.  (2016).
Pemanfaatan  tongkol  jagung  untuk adsorpsi zat warna Reactive Blue 19. The 3rdUniversty Research Coloquium, Hal. 41-47.
Rahayu, A. N. & Adhitiyawarman. (2014). Pemanfaatan  tongkol  jagung  sebagai adsorben  besi  pada  air  tanah .  JKK , 3(3), 7-13.
Salman, D. D., Ulaiwi, W. S., & Tariq, N. M.  (2012).  Determination  of  the optimal  conditions    of  Methylene Blue  adsorption  by  the  chicken  egg shell membrane. International Journal    of  Poultry  Science, 11(6), 391-396.
Sanredina, Irianty, R. S., & Yelida. (2017). Pengaruh  massa  adsorben  terhadap adsorpsi  pergasol  red  dengan  proses Batch  menggunakan  cangkang  kulit
Studi Awal Kemampuan Adsorpsi Komposit Kulit Telur Ayam dengan Sekam Padi sebagai Adsorben Metil Orange
telur  terkalsinasi. Jom  FTEKNIK , 4(1), 1-4.
Saputra,  W.  H.  (2005). Sifat  Fisik  Dan Organoleptik  Minuman  Instan  Madu
Bubuk Dengan Penambahan Efek Effervescent  Dari  Tepung  Kerabang Telur . Skripsi. Institut Pertanian Bogor.
Sejie,  F.  P.  &  Nadiye-Tabbiruka,  M.  S. (2016).  Removal  of  methyl  orange (MO) from water by adsorption onto modified  local  clay  (Kaolinite). Physical Chemistry , 6(2), 39-48.
Subbaiah,  M.  V.  &  Kim,  D-S.  (2016). Adsorption  of  methyl  orange  from aqueous solution by aminated pumpkin  seed  powder:  Kinetics, isotherms, and thermodynamic
studies . Ecotoxicology and Environmental Safety, 128, 109–117.
Susanto,  T.  N.,  Atmono,  &  Natalina.
(2017). Pemanfaatan limbah cangkang  telur  ayam  sebagai  media adsorben  dalam  penurunan  kadar logam  kromium  heksavalen  (Cr 6+ ) pada limbah cair industri elektroplating. Ecolab , 11(1), 1–52.
Sutiyani,  F.  &  Sukarnen.  (2015).  Uji efektivitas pemanfaatan limbah ampas  tebu  dan  serbuk  kayu  sebagai adsorben untuk pengolahan air limbah  pewarnaan  jeans. Seminar
Nasional Sains dan Teknologi
Terapan III . Hal. 663-670.
Tarley,  C.  R  &  Arruda,  M.  A.  (2004). Biosorption  of  heavy  metals  using rice milling by-products, Characterisation  and  application  for removal  of  metals  from  aqueous effluents. Chemosphere ,  54(7):  987-
95.
Tsai,  W.  T.,  Yang,  J.  M.,  Lai,  C.  W., Cheng, Y. H.,  Lin, C. C., & Yeh, C.
W.  (2006).  Characterization  and
adsorption  properties  of  eggshells and eggshell membrane. Bioresource Technology , 97(3): 488-493 .
Wardalia. (2016). Karakterisasi pembuatan adsorben  dari  sekam  padi  sebagai pengadsorp logam timbal pada limbah cair. Jurnal Integrasi Proses , 6(2), 83–88.
Widjajanti,  E.  (2009).  Kajian  Penggunaan
Adsorben Sebagai Alternatif
Pengolahan  Limbah  Zat  Pewarna Tekstil. Proseding Seminar Nasional Kimia .
Zhao,  P.,  Zhang,  R.,  &  Wang,  J.  (2017).
Adsorption  of  methyl  orange  from aqueous solution using chitosan/diatomite  composite. Water and  Science  Technology , In  Press. Hal. 1-10.
Zulfikar, M. A., Novita, E., Hertadi, R., & Djajanti,  S.D.  (2013).  Removal  of humid  acid  from  peat  water  using untreated  powdered  eggshell  as  a  low cost  adsorbent. Int.  J.  Environ.  Sci.
Technol., 10, 1357-1366.