## Pengaruh Berat Unggun terhadap Efisiensi dan Kapasitas Adsorpsi Zat Warna Rhodamin B dengan Sistem Kontinyu
Taufiku Rahman 1 , Lince Muis 1 , dan Hadistya Suryadri 1* 1 Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Jambi, Indonesia Email: rachmantaufik9@gmail.com , ilincemuisismet@yahoo.co.id , hadistya.suryadri@unja.ac.id

## 1. Pendahuluan
Adsorpsi adalah proses penyerapan zat pada permukaan adsorben yang disebabkan oleh adanya gaya tarik menarik antara molekul padatan dengan material terjerap maupun interaksi kimia. Perkembangan studi adsorpsi dari sistem batch ke sistem kontinyu dikarenakan adanya kebutuhan dalam pengolahan limbah cair berkapasitas  besar.  Sistem  kontinyu  memudahkan  operasi  pengolahan  limbah  secara  terus  menerus  hingga adsorben jenuh dan kemudian adsorbennya dapat diganti ataupun diregenerasi  (Astuti dan Kurniawan, 2015).
Adsorben  adalah  padatan  yang  memiliki  kemampuan  menjerap  fluida  ke  bagian  permukaannya, sedangkan adsorbat dapat berupa bahan organik, zat warna maupun ion logam. Durian ( Durio zibethinus Murr ) merupakan salah satu tanaman hasil perkebunan dan merupakan buah tropis asli Indonesia (Rukmana, 1996). Menurut Basaltico dan Okik Hendriyanto dalam Husin dan Hasibuan (2020), kulit durian secara proporsional mengandung unsur selulosa yang tinggi yaitu 50-60% dan kandungan lignin sejumlah 5% serta kandungan pati yang rendah yaitu 5%. Kulit durian mengandung karbon yang cukup tinggi sehingga dapat dijadikan bahan pembuatan karbon aktif dan digunakan sebagai adsorben. Selain karena kandungannya, pemilihan kulit durian sebagai  adsorben  dikarenakan  banyaknya  jumlah  pohon  durian  di  Provinsi  Jambi.  Menurut  Badan  Pusat Statistik Provinsi Jambi jumlah pohon durian pada Tahun 2018 sebanyak 151.566 dengan buah yang dihasilkan sebanyak  107.484  kw  (BPS,  2020),  maka  tentunya  buah  durian  yang  tersedia  banyak  akan  berpotensi menghasilkan limbah kulit yang banyak pula.
Dilaporkan  oleh  Nugroho  dan  Mahmud  (2005),  kebutuhan  zat  pewarna  baik  untuk  keperluan  proses produksi dan industri mengalami peningkatan tiap tahunnya dan mengakibatkan terjadinya peningkatan jumlah bahan pencemar dalam limbah cair yang dihasilkan oleh kegiatan industri. Rhodamin B dikenal sebagai zat pewarna yang banyak digunakan oleh industri tekstil dan plastik. Rhodamin B merupakan zat pewarna merah yang termasuk golongan pewarna xanthenes basa, dan terbuat dari metadietilaminofenol dan ftalik anhidrid . Rhodamin  B  memiliki  Rumus  molekul  adalah  C 28 H 31 N 2 O 3 Cl  dengan  berat  molekul  479  g/mol  dan  bersifat sangat larut dalam air yang akan menghasilkan warna merah kebiru-biruan serta berfluorensi kuat.

## Abstrak
Kolom  adsorpsi  sistem  kontinyu  dengan  arah upflow digunakan  untuk menurunkan konsentrasi  zat pewarna Rhodamin B menggunakan adsorben yang terbuat dari kulit durian terlapisi lateks. Adsorpsi dilakukan selama 60 menit dengan waktu pengambilan sampel setiap 20 menit. Berat unggun adsorben  divariasikan  yaitu  29,68  gr;  46,74  gr;  63,48  gr;  90,15  gr  dan 110,28  gr.  Konsentrasi  Rhodamin  B  setelah  proses  adsorpsi  diukur menggunakan Spektrofotomer UV-Vis sehingga dapat diketahui kapasitas dan  efisiensi  adsorpsinya.  Jumlah  kapasitas  adsorpsi  akan  berbanding terbalik dengan efisiensi adsorpsi. Didapat kapasitas adsorpsi paling besar yaitu  490,73 mg/g  pada penggunaan berat unggun 46,74 gram  sementara efisiensi  adsorpsi  terbesar  yaitu  67,53%  dengan  menggunakan  unggun adsorben 110,28 gr.
Kata kunci : Adsorpsi, Kulit Durian, Kontinyu, Rhodamin B

## Info Artikel
Diterima: 10 Januari 2022 Disetujui: 24 januari 2022 Dipublikasikan: 31 Januari 2022
Alamat Korespondensi: hadistya.suryadri@unja.ac.id
Copyright © 2022 Jurnal Engineering
This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY 4.0).
Volume 4 Nomor 1, Januari 2022 P-ISSN : 2461-0526 E-ISSN : 2623-1522
Penelitian  ini  menggunakan  kulit  durian  sebagai  adsorben  yang  terlapisi  lateks  untuk  menjerap  zat Rhodamin B menggunakan kolom upflow dengan sistem adsorpsi kontinyu. Tujuan dari penelitian ini adalah mengetahui pengaruh berat unggun  dalam  kapasitas  dan efisiensi adsorpsi  terhadap penjerapan zat warna Rhodamin B.

## 2. Metode Penelitian
Penelitian  dilakukan  di  Laboratorium  Fakultas  Sains  dan  Teknologi  Universitas  Jambi  dan  terbagi menjadi  beberapa  prosedur  yaitu  perancangan  kolom  adsorpsi,  pembuatan  adsorben  dan  proses  adsorpsi Rhodamin B. Prosedur beserta alat dan bahan yang digunakan dijabarkan sebagai berikut:
a) Alat dan Bahan
Peralatan penelitian meliputi: oven, Furnace , ayakan, kertas saring, seperangkat alat  kolom adsorpsi sistem kontinyu,  Neraca  analitik,  Grinder,  pH  meter,  Desikator  dan  alat-alat  gelas  yang  umum  digunakan  di laboratorium.
Bahan yang digunakan pada penelitian: Kulit durian, HCl, Aquades, zat pewarna Rhodamin B, Lateks, KOH, CaCl 2 dan Na 2 CO 3
b) Perancangan Kolom Adsoprsi Sistem Kontinyu
Skema desain kolom adsorpsi digambar menggunakan Microsoft Visio dan AutoCad 2022 yang ditampilkan pada Gambar 1a dan 1b. Kolom terbuat dari akrilik dengan diameter 5 cm dan panjang 100 cm. Arah aliran upflow dengan laju alir ke kolom diatur menggunakan Rotameter, serta digunakan juga katup berjenis globe valve untuk mengontrol laju alir. Rangkaian alat di sandarkan di triplek.
F Storage Tank pompa Globe Valve Rotameter Kolom Adsorpsi Outlet Tank
Gambar 1. Skema desain kolom adsorpsi menggunakan (a) Microsoft Visio (b) Autocad 2022

## c) Preparasi Adsorben
Kulit durian diperoleh dari limbah pedagang durian yang ada di Kota Jambi. Sebelum digunakan, kulit durian dicuci  kemudian  dipotong  lalu  dikeringkan.  Selanjutnya  dilakukan  proses  karbonisasi  dengan  suhu  250 o C selama  15  menit  kemudian  dilakukan  pengecilan  ukuran  menggunakan grinder dan  ayakan  100  mesh. Selanjutnya  arang  kulit  durian  direndam  dengan  HCl  dengan  konsentrasi  0,1  M  selama  24  jam  dan  dicuci menggunakan  aquades  hingga  pH  netral,  kemudian  dikeringkan  dengan  oven  pada  suhu  110 o C.  Lateks sebanyak  12  gram  disaring  hingga  tidak  terdapat  kotoran  dan  gumpalan,  lalu  di  tetesi  Na 2 CO 3 dengan konsentrasi 20% sebanyak 2% dari jumlah berat Lateks. Selanjutnya ditambahkan 12 gram serbuk kulit durian kemudian dihomogenkan. Larutan campuran Lateks dan serbuk kulit durian diteteskan kedalam 0,2 M CaCl 2 sebanyak 100 ml kemudian diletakkan di suhu ruangan selama 24 jam. Kemudian dicuci sampai pH netral, dikeringkan dalam suhu kamar lalu disimpan didalam desikator.
a b

## d) Proses Adsorpsi Rhodamin B
Pada penelitian ini adsorben dari kulit durian dimasukkan ke dalam kolom dengan variasi berat unggun yaitu 29,68 gr, 46,74 gr, 63,48 gr, 90,15 gr dan 110,28 gr. Larutan Rhodamin B dialirkan ke dalam kolom dengan laju alir 50 mL/menit. Proses adsorpsi dilakukan selama 60 menit dan dilakukan pengambilan sampel setiap 20 menit. Setelah itu dilakukan analisis sampel untuk mengetahui kapasitas dan efisisensi adsorpsi.
e) Data, Instrumen, dan Teknik Pengumpulan Data
Instrumen yang digunakan dalam percobaan ini adalah Spektrofotometer UV/VIS. Sebelum digunakan untuk menganalisis  sampel,  spektrofotometer  terlebih  dahulu  dikalibrasi  untuk  menentukan  panjang  gelombang maksimum  yang  didapat  pada  panjang  gelombang  554  nm.  Selanjutnya  dilakukan  pengukuran  absorbansi untuk larutan standar dengan konsentrasi 5 ppm, 10 ppm, 15 ppm 20 ppm dan 25 ppm untuk membuat kurva standar.  Kemudian  sampel  yang  telah  dianalisis  dihitung  kapasitas  adsorpsi  menggunakan  pers  (1)  dan efisiensi adsorpsi menggunakan pers (2).
𝑄 = (𝐶 𝑜 − 𝐶 𝑒 ) 𝑉 𝑚 …………………………………….…pers (1)
% 𝑎𝑑𝑠𝑜𝑟𝑝𝑠𝑖 = (𝐶 𝑜 − 𝐶 𝑒 ) 𝐶 𝑒 ∗ 100% ……………………pers (2)
Dimana Q merupakan kapasitas adsorpsi(mg/g), m merupakan massa adsorben (gr), V volume larutan (ml), C o konsentrasi awal sebelum adsorpsi (mg/L) dan C e merupakan konsentrasi akhir setelah adsorpsi (mg/L).

## 3. Hasil Penelitian dan Pembahasan
Penentuan kurva standar dilakukan pada larutan Rhodamin B dengan konsentrasi 5 ppm, 10 ppm, 15 ppm, 20 ppm, dan 25 ppm yang di ukur pada panjang gelombang 554 nm menggunakan spektrofotometer UV- Vis. Sehingga didapat kurva yang ditampilkan pada Gambar 2 dengan persamaan y = 0,0103x + 0,0157 dan R 2 = 0,9492 yang menunjukan kurva standar tersebut sudah cukup baik dan bisa di pakai untuk menentukan konsentrasi melalui nilai absorbansi karna saling berbanding lurus. Semakin besar nilai R 2 (mendekati 1) maka semakin baik standar yang dibuat (Rohmah dkk, 2021).

## Gambar 2. Kurva standar larutan Rhodamin B
Setelah  kolom  adsorpsi  sistem  kontinyu  terpasang  dengan  benar  dan  larutan  Rhodamin  B  telah tersedia  sejumlah  3,5  liter  maka  percobaan  dapat  dimulai.  Larutan  Rhodamin  B  di  alirkan  kontinyu menggunakan pompa dan di atur laju alirnya menggunakan rotameter yang kemudian diadsorpsi oleh adsorben
y = 0,0103x + 0,0157 R² = 0,9492 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0 5 10 15 20 25 30 A bs orba ns i
Konsentrasi larutan (ppm)
kulit  durian  terlapisi  lateks  yang  bervariasi  berat  unggunnya.  Proses  pengujian  dilakukan  secara  kontinyu selama  60  menit  dengan  pengambilan  sampel  setiap  20  menit  kemudian  dilakukan  analisis  menggunakan Spektrofotomer UV-Vis.
3.1. Berat unggun adsorben 29,68 gr
Hasil pengujian variabel 29,68 gr yang ditampilkan pada Gambar 3 di dapatkan bahwa pada waktu sampling 20 menit didapatkan efisiensi penyerapan sebanyak 20,39% dan kapasitas adsorpsi sebesar 480,86 mg/g. Pada menit berikutnya yaitu 40 menit didapatkan efisiensi penyerapan sebanyak 20,39% dan kapasitas adsorpsi  sebesar  478,57  mg/g.  Pada  waktu  sampling  60  menit  didapatkan  efisiensi  penyerapan  sebanyak 16,94% dan kapasitas adsorpsi sebesar 399,57 mg/g. Sehingga dapat disimpulkan bahwa pada waktu sampling 20 menit dapat menyerap konsentrasi Rhodamin B cukup baik dari waktu sampling lainnya. Dapat dilihat dari efisiensi dan kapasitas penyerapan bahwa terjadi penurunan hingga menit 60. Hal ini biasanya disebabkan oleh kemampuan penyerapan adsorben pada menit awal yang masih baik, namun pada menit ke 40 sudah  mulai mencapai titik jenuh sehingga ada penurunan sedikit efisiensi dan kapasitas. Menurut Syauqiah dkk (2011) serta Zian dkk (2016),  kemampuan adsorben dalam menyerap adsorbat akan semakin besar seiring dengan lamanya waktu kontak. Akan tetapi hal ini tentunya dibatasi oleh kesetimbangan adsorpsi, dimana kapasitas adsorpsi paling optimum didapat pada saat telah tercapainya waktu kesetimbangan adsorpsi. Sehingga apabila melebihi  waktu  kesetimbangan  adsorpsi,  waktu  kontak  yang  terlalu  lama  menyebabkan  adsorben  menjadi jenuh dan adsorbat terlepas.
Gambar 3. Kapasitas adsorpsi dan % adsorpsi menggunakan berat unggun 29,68 gr
3.2. Berat unggun adsorben 46,74 gr
Hasil pengujian variabel berat unggun 46,74 gr yang ditampilkan pada Gambar 4  menunjukkan pada waktu sampling 20 menit efisiensi penyerapan sebesar 35,49% dan kapasitas adsorpsi sebanyak 531,45 mg/g. Pada waktu sampling 40 menit terjadi penurunan efisiensi penyerapan menjadi 31,84% dan kapasitas adsorpsi sebesar 476,92 mg/g, hal ini hampir sama dengan berat unggun 29,68 gr, karena disebabkan kondisi adsorben yang hampir jenuh. Sehingga lebih cendrung melepas adsorbat dibandingkan mengikat. Namun pada waktu sampling  ke  60  menit  terjadi  kenaikan  efisiensi  sedikit  sebanyak  32,77%  dan  kapasitas  adsorpsi  sebanyak 490,73 mg/g. Menurut Nurdila, dkk (2015) ini disebabkan karna adsorben terus berkontak dengan adsorbat secara terus menerus sehingga adsorbat yang sudah terlepas teradsorpsi kembali.
3.3. Berat unggun adsorben 63,48 gr
Adsorpsi menggunakan berat unggun 63,42 gr menghasilkan efisiensi penyerapan sebesar 33,30% dan kapasitas  adsorpsi  367,21  mg/g  pada  waktu  adsorpsi  20  menit.  Pada  waktu  sampling  40  menit  terjadi penurunan  efisiensi  penyerapan  menjadi  29,61%  dan  kapasitas  adsorpsi  326,53  mg/g.  Hal  ini  disebabkan
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 0% 5% 10% 15% 20% 25% 20 40 60 K ap as itas A ds orps i (m g/g ) % Ad s orps i Waktu Adsorpsi (menit) % Adsorpsi
Kapasitas Adsorpsi
karena  adsorben  hampir  mendekati  jenuh.  Pada  waktu  sampling  60  menit  efisiensi  penyerapan  meningkat kembali mencapai 41,75% dan kapasitas adsorpsi meningkat juga menjadi 460,35 mg/g. Hasil percobaan dapat dilihat pada Gambar 5.
Gambar 4. Kapasitas adsorpsi dan % adsorpsi menggunakan berat unggun 46,74 gr
Gambar 5. Kapasitas adsorpsi dan % adsorpsi menggunakan berat unggun 63,48 gr
3.4. Berat unggun adsorben 90,15 gr
Pengujian menggunakan berat unggun adsorben sejumlah 90,15 gr yang ditunjukkan pada Gambar 6 didapatkan  pada  waktu  sampling  20  menit  memiliki  efisiensi  penyerapan  sebesar  65,53%  dan  kapasitas adsorpsi sebesar 508,86 mg/g. Pada waktu sampling 40 menit terjadi penurunan efisiensi menjadi 60,92% dan kapasitas adsorpsi menjadi 473,05 mg/g. Selanjutnya pada waktu sampling 60 menit terjadi penurunan kembali menjadi 54,51% dan kapasitas adsorpsi menjadi 423,30 mg/g.
0 70 140 210 280 350 420 490 560 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 20 40 60 K ap as itas A ds orps i (m g/g ) % Ad s orps i Waktu Adsorpsi (menit) % Adsorpsi Kapasitas Adsorpsi 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 0% 8% 16% 24% 32% 40% 48% 20 40 60 Kap asi ta s Ad so rp si (m g/g) % Ad s orps i Waktu Adsorpsi (menit) % Adsorpsi
Kapasitas Adsorpsi

## 3.5. Berat unggun adsorben 110,28 gr
Penyerapan  Rhodamin  B  menggunakan  adsorben  sejumlah  110,28  gr  mendapatkan  efisiensi penyerapan  sebesar 73,20%  dan  kapasitas  penyerapan  sebesar  464,66  mg/g  pada  waktu  adsorpsi  20  menit. Pada waktu sampling 40 menit terjadi peningkatan efisiensi menjadi 73,79% dan kapasitas menjadi 468,36 mg/g,  peningkatan  ini  terjadi  karena  adsorben  masih  belum  jenuh.  Pada  waktu  sampling  60  menit  barulah terjadi penurunan efisiensi penyerapan menjadi 67,52% dan kapasitas adsorpsi menjadi 428,61 mg/g. Hasil penelitian dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 6. Kapasitas adsorpsi dan % adsorpsi menggunakan berat unggun 90,15 gr
Gambar 6. Kapasitas adsorpsi dan % adsorpsi menggunakan berat unggun 110,28 gr
Hasil penelitian dengan variasi berat unggun adsorben menunjukkan bahwa efisiensi adsorpsi yang paling baik terjadi pada berat unggun yang paling berat yaitu 110,28 gr dengan efisiensi mencapai 67,52%. Sedangkan kapasitas adsorpsi terbaik terjadi pada berat unggun 46,74 gr dengan kapasitas mencapai 490,73 mg/g.  Nilai  kapasitas  adsorpsi  akan  berbanding  terbalik  dengan  efisiensi  adsorpsi,  hal  ini  diperkuat  oleh penelitan Júnior, dkk (2003) dan Kristianingrum, dkk (2020) yang menyatakan bahwa jika terjadi peningkatan massa  dan  konsentrasi  adsorben  maka  terdapat  penurunan  kapasitas  adsorpsi  dan  peningkatan  efisiensi adsorpsi.
0 70 140 210 280 350 420 490 560 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 20 40 60 Kap asi ta s Ad so rp si (m g/g)
% Ad s orps i Waktu Adsorpsi (menit) % Adsorpsi Kapasitas Adsorpsi 0 70 140 210 280 350 420 490 560 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 20 40 60 K ap as itas A ds orp s i (m g/g )
% Ad s orps i Waktu Adsorpsi (menit) % Adsorpsi
Kapasitas Adsorpsi

## Kesimpulan
Semakin berat unggun adsorben maka kapasitas adsorpsi yang didapatkan semakin kecil dan efisiensi penyerapan semakin besar. Didapatkan kapasitas adsorpsi tertinggi terjadi pada berat unggun 46,74 gr yaitu 490,73 mg/g dengan efisiensi sebesar 32,77 %. Sementara efisiensi adsorpsi terbesar yaitu 67,52% didapatkan dengan penggunaan unggun adsorben paling besar yaitu  110,28 gr.

## Daftar Pustaka
[1] Astuti,  W.,  &  Kurniawan,  B.  (2015).  Adsorpsi  Pb2+  dalam  Limbah  Cair  Artifisial  Sistem  Adsorpsi Kolom  dengan  Bahan  isian  Abu  Layang  Batubara  Serbuk  dan  Granular. Jurnal  Bahan  Alam Terbarukan , 4(1), 27-33.
[2] Júnior, L. M. Barros., Macedo, G. R., Duarte, M. M. L., Silva, E. P., dan Lobato, A. K. C. L. (2003). Biosorption of cadmium using the fungus Aspergillus niger. Brazilian Journal of Chemical Engineering , 20(3), 229-239.
[3] BPS. (2021).Produksi dan banyaknya Pohon Durian yang menghasilkan 2018. Diakses pada Desember 2021 dari https://jambi.bps.go.id/
[4] Husin, Amir dan Hasibuan, Asmiah. (2020). Studi Pengaruh Variasi Konsentrasi Asam Posfat (H 3 PO 4 ) dan Waktu Perendaman Karbon terhadap Karakteristik Karbon Aktif dari Kulit Durian. Jurnal Teknik Kimia USU , 9(2), 80-86.
[5] Kristianingrum,  Susila.,  Sulistyani,  S.,  Fillaeli,  A.,  Siswani,  Endang  Dwi.,  &  Nafiisah,  Nur  Hasna. (2020). Aplikasi Sistem Kontinyu Menggunakan Karbon Aktif untuk Penurunan Kadar Logam Cu dan Zn dalam Air Limbah. Jurnal Sains Dasar , 9(2), 54-59.
[6] Nugroho,  Rudi.,  &  Mahmud,  Ikbal.  (2005).  Pengolahan  air  limbah  berwarna  industri  tekstil  dengan proses AOPs. Jurnal Air Indonesia , 1(2).
[7] Nurdila, Femila Amor., Asri, Nining Sumawati., dan Suharyadi, Edi. (2015) Adsorpsi Logam Tembaga (Cu), Besi (Fe), dan Nikel (Ni) dalam Limbah Cair Buatan Menggunakan Nanopartikel Cobalt Ferrite (CoFe 2 O 4 ). Jurnal Fisika Indonesia , 19 (55).
[8] Rambe, A. M. (2009). Pemanfaatan Biji Kelor (Moringa oleifera) sebagai Koagulan Alternatif dalam Proses Penjernihan Limbah Cair Industri Tekstil. Tesis. Universitas Sumatera Utara.
[9] Rohmah, Siti Awwalul Amanatur., Muadifah, Afidatul., Martha, Rahma Diyan. (2021). Validasi Metode Penetapan Kadar Pengawet Natrium Benzoat pada Sari Kedelai di Beberapa Kecamatan di Kabupaten Tulungagung Menggunakan Spektrofotometer Uv-Vis. Jurnal Sains dan Kesehatan , 3 (2).
[10] Rukmana, R. (1996). Durian. Budidaya dan Pasca Panen. Kanisius, Yogyakarta.
[11] Sauqiyah, Isna., Mayang, Amalia., dan Kurnia, Hetty A. (2011). Analisis Variasi Waktu Dan Kecepatan Pengaduk Pada Proses Adsorpsi Limbah Logam Berat Dengan Arang Aktif .  Info Teknik , 12(1), 11-20.
[12] Zian, Zian., Ulfin, Ita dan Harmami. (2016). Pengaruh Waktu Kontak pada Adsorpsi Remazol Violet 5R Menggunakan Adsorben Nata de Coco. Jurnal Sains dan Seni ITS , 5(2), 2337-3520.