Universitas Sari Mutiara Indonesia DOI

## Jurnal Analis Laboratorium Medik
Avalilable Online http://e-journal.sari-mutiara.ac.id/index.php/ALM DOI: https://doi.org/10.51544/jalm.v6i1.1929
ANALISA UNSUR HARA MIKRO DARI FLY ASH LIMBAH INDUSTRI PULP DAN KERTAS
Maria Peratenta Sembiring 1 ,Chairul 1 , Zulfansyah 1
1 Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Riau email: 2 m_peratenta@yahoo.com
Received: Januari 2021; Accepted: April 2021; Published: Juni 2021

## ABSTRACT
The  pulp  and  paper  industry  continues  to  grow  and  produces  large  amounts  of  fly  ash  waste  from  the biomass  combustion  process.  Alternative  waste  management  besides  landfills  needs  to  be  developed  so that the use of fly ash can be ecologically and economically acceptable, such as for land applications in industrial  plantations,  especially  on  peat  soils.  This  paper  presents  the  results  of  the  analysis  of  micro nutrients from fly ash from pulp and paper mill waste that can be used for agriculture and forestry. The elemental  content  of  boron  (B)  and  zinc  (Zn)  can  be  detected  in  fly  ash  samples  both  by  lauryl  amine extraction  and  stearyl  amine  extraction,  where  the  optimum  amount  is  obtained  using  15  gram  of  fatty amine  and  n-hexane solvent  with  a  processing  time of  4  hours.  Stearyl amine gives  a  higher  yield than lauryl amine because it has a longer saturated carbon chain.
Keywords : Mill waste; waste; pulp and paper; fatty amine; fertilizers, processing.

## ABSTRAK
Industri  pulp  dan  kertas  terus  berkembang  dan  menghasilkan  limbah  fly  ash  dari  proses  pembakaran biomassa  dalam  jumlah  yang  besar.  Alternatif  pengelolaan  limbah  selain  landfill  perlu  dikembangkan agar  penggunaan  fly  ash  dapat  diterima  secara  ekologis  dan  ekonomis  seperti  untuk  land  application pada  hutan  tanaman  industri  khususnya  pada  tanah  gambut.  Penelitian  ini  menyajikan  hasil  analisa unsur hara mikro dari fly ash  limbah pabrik pulp dan kertas yang dapat digunakan untuk pertanian dan kehutanan. Kandungan unsur boron (B) dan seng (Zn) dapat dideteksi pada sampel fly ash baik dengan ekstraksi  lauryl  amine  dan  ekstraksi  stearyl  amine,  dimana  jumlah  optimum  diperoleh  dengan menggunakan  15 gram fatty  amine  dengan  pelarut  n-hexane  dengan  waktu  proses  4 jam.  Stearyl amine memberikan hasil lebih tinggi dari lauryl amine karena memiliki rantai karbon yg lebih panjang.
Keywords : Limbah; pulp dan kertas; fatty amine; pupuk; pengolahan.
Universitas Sari Mutiara Indonesia DOI
Maria Peratenta Sembiring . all | Analisa Unsur Hara Mikro Dari FLY ASH Limbah Industri PULP Dan Kertas

## PENDAHULUAN
Dalam  produksinya  industri  pulp  dan kertasmenghasilkan  baik  limbah  cair  dan padat dalam jumlah yang signifikan. Limbah ini  harus  dikelola  dengan  cara  yang  dapat diterima  secara  ekonomi  dan  lingkungan. Dalam Sustainability Reportnya (2017) grup APRIL  melaporkan  bahwa  fly  ash  dan bottom  ash  adalah  produk  hasil  pembakaran biomasa  seperti  batubara  atau  kulit  kayu yang  merupakan  komponen  limbah  padat yang  terbesar  hingga  77%.  Sebagian  besar padatan tersebut dibuang ke tempat pembuangan  akhir  atau  landfill.  Dengan semakin  terbatas  dan  mahalnya  pembuatan landfill, penelitian pemanfaatan limbah padat perlu diteliti lebih lanjut agar dapat  diterima secara  ekologis  dan  ekonomis,  diantaranya pemanfaatannya untuk land application pada hutan  tanaman  industri  (HTI)  khususnya pada tanah gambut.
Fly  ash  mengandung  unsur-unsur  hara yang  diperlukan  tanaman  HTI.  Beberapa penelitian  menyimpulkan  fly  ash  dapat meningkatkan  alkalinitas  tanah  dengan meningkatkan  pH  tanah  (Demeyer  et  al. 2001, Saarsalmi & Levula, 2007),
meningkatkan kualitas tanah termasuk menutrisi,  mengkondisikan,  dan  menyangga tanah  yang  meningkatkan  pertumbuhan  dan hasil tanaman (Hatch& Pepin, 1985; Makela et al., 2010; Muse & Mitchell,1995; Purwati et  al.,  2007).  Peneliti  sebelumnya  yang mengekstraksi  boron  dan  seng  dari  fly  ash adalah Oishi et al. (2013) mampu mengekstraksi  30-40%  boron  dari coal  fly ash dengan asam klorida (HCl) dan Nagib & Inoue  (2000)  mampu  mengektraksi  19,6- 31,2%  seng  dari municipal  fly  ash dengan pelarut alkali
Unsur  hara  mikro  seperti  boron  (B)  dan seng  (Zn)  sering  tidak  tersedia  pada  tanah gambut  sehingga  tanaman  menunjukkan gejala  kekurangan  nutrien  ini  dan  dapat membatasi  pertumbuhantanaman  walaupun semua  unsur  hara  lainnyatersedia  dengan cukup  (Mengel,  2001).  Boron  berperan penting  dalam  memperkuat  dinding  sel  dan meningkatkan  pertumbuhan  sel  dengan menstimuli proses pembelahan, pendewasaan,  dan  respirasi  sel  melalui sintesis  RNA  yang  dibutuhkan  (Sutisyoso, 2003;  Novizan,  2005).  Sedangkan,  seng berperan  dalam  pembentukan  hormon  IAA (auksin)  untuk  merangsang  pertumbuhan akar  tanaman,  sebagai  katalis  yang  terlibat dalam kloroplas untuk metabolisme karbohidrat  pada  proses  fotosintesis,  serta untuk  meningkatkan  toleransi  tanaman terhadap  penyakit  (Alloway,  2007;  Cakmak & Engles, 1999).
Etanol  adalah  pelarut  organik  yang sangat  polar,  mudah  dibuat  dan  digunakan sebagai  agen  alkilasi  untuk  bereaksi  dengan berbagai  amina  (Han et  al.  2018). Sementara n-Heksane  adalah  pelarut  yang  mampu mengekstraksi  minyak  lebih  tinggi  dari pelarut  lain  seperti  petroleum  eter  dan  etil asetat  (Liu&Mamidipally  2005).  Penelitian ini ditujukan untuk menganalisa unsur B dan Zn  pada  fly  ash  dengan  mengekstraknya menggunakan  fatty  amine  dengan  pelarut alkohol  dan  n-heksane  sehingga  penggunaan fly ash pada tanah gambut dapat ditingkatkan dan  bermanfaat  ganda,  yakni  menyediakan unsur  hara  makro  dan  mikro  bagi  tanaman. Ekstraksi  kandungan  unsur  hara  mikro  yang menjadi  target  adalah  unsur  B  dan  Zn  yang dilakukan  dengan  menggunakan  senyawa fatty  amine  berupa  lauryl  amine  dan  stearyl amine  dengan  pelarut  alkohol  dan  n-heksane
Universitas Sari Mutiara Indonesia DOI
yang  dapat  digunakan  (Sembiring  et  al, 2018).

## METODE PENELITIAN
Fly ash dihomogenkan menggunakan saringan  ukuran  100  mesh  dan  ditimbang
seberat  30  gram  untuk  masing-masing perlakuan.Bahan  ini  kemudian  diekstrak dengan fatty amine (lauryl amine dan stearyl amine)  sebanyak  5  gram  dan  15gram menggunakan  pelarut  (etanol  dan  n-hexana)
Maria Peratenta Sembiring . all | Analisa Unsur Hara Mikro Dari FLY ASH Limbah Industri PULP Dan Kertas
sebanyak  50ml  dan  kemudian  di  refluks selama  1  jam.  Setelah  selesai  direfluks, larutan  di  shaker  selama  4  jam  dan  8 jam.Kemudian  didiamkan  selama  24  jam sehingga  terbentuk  2  lapisan.Lapisan  atas dipisahkan  dengan  menggunakan  kertas saring.  Lapisan  atas  ini  adalah  hasil ekstraksi. Produk ini kemudian dikeringanginkan  sambil  mengurangi  cairan yang  masih  ada  selama  1  jam,  kemudian dikeringkan menggunakan oven dengan suhu 100°C selama 1jam.Hasil akhirnya kemudian dianalisa  menggunakan  Inductively  Couple Plasma  (ICP)  untuk  menghitung  jumlah unsur B dan Zn yang ada.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Kandungan  unsur  boron  dapat  dideteksi pada  sampel  fly  ash  baik  dengan  ekstraksi lauryl  amine  dan  ekstraksi  stearyl  amine, dimana  kandungannya  lebih  tinggi  ketika menggunakan dosis 15 gram dibandingkan 5 gramdengan  pelarut  n-hexane,  dan  waktu proses  yang  terbaik  adalah  4  jam.  Stearyl amine  memberikan  hasil  yang  lebih  tinggi daripada lauryl amine karena stearyl aminememiliki  rantai  non  polar  yg  lebih panjang dan bereaksi dengan baik menggunakan pelarut n-Hexana yang memiliki kepolaran yang lebih kecil daripada etanol.
Grafik 1. Kandungan unsur Boron (B) yang diperoleh dengan ekstraksi lauryl amine dengan waktu proses 4 jam (kiri) dan 8 jam (kanan) 10 20 30 40 50 5 gr 15 gr K an dun ga n ( m g/ K g) Ethanol n-Heksana 10 20 30 40 50 5 gr 15 gr K an dun ga n ( m g/ K g) Ethanol n-Heksana
Universitas Sari Mutiara Indonesia DOI
Grafik 2. Kandungan unsur Boron (B) yang diperoleh dengan ekstraksi stearyl amine dengan waktu proses 4 jam (kiri) dan 8 jam (kanan)
Kandungan  unsur  seng  (Zn)  juga dideteksi  pada  sampel  fly  ash  dengan ekstraksi  lauryl  amine  dan  ekstraksi  stearyl amine. Sebagaimana hasil ekstraksi kandungan  Boron,  tren  yang  sama  juga
diperoleh  dengan  kandungan  Zn  dimana ekstraksi menggunakan stearyl amine memberikan  hasil  yang  lebih  tinggi  ketika menggunakan  dosis  15  gramdengan  pelarut n-hexane dengan waktu proses 4 jam.
Maria Peratenta Sembiring . all | Analisa Unsur Hara Mikro Dari FLY ASH Limbah Industri PULP Dan Kertas
Grafik 3. Kandungan unsur Seng (Zn) yang diperoleh dengan ekstraksi lauryl amine dengan waktu proses 4 jam (kiri) dan 8 jam (kanan).
0 20 40 60 80 100 5 gr 15 gr K an dun ga n ( m g/ K g) Ethanol n-Heksana 0 20 40 60 80 100 5 gr 15 gr K an dun ga n ( m g/ K g) Ethanol n-Heksana 5 10 15 20 25 30 5 gr 15 gr K an dun ga n ( m g/ K g) Ethanol n-Heksana 5 10 15 20 25 30 5 gr 15 gr K an dun ga n ( m g/ K g) Ethanol n-Heksana 0 10 20 30 40 5 gr 15 gr K an dun ga n ( m g/ K g) Ethanol n-Heksana 0 10 20 30 40 5 gr 15 gr K an dun ga n ( m g/ K g) Ethanol n-Heksana
Universitas Sari Mutiara Indonesia DOI
Grafik 4. Kandungan unsur Seng (Zn) yang diperoleh dengan ekstraksi stearyl amine dengan waktu proses 4 jam (kiri) dan 8 jam (kanan)
Dari hasil analisa didapatkan bahwa hasil maksimal  diperoleh  pada  pemakaian  stearyl amine dengan menggunakan n-hexana sebagai pelarutnya.Hal ini disebabkan karena polarisitas  n-hexane  yang  lebih  kecil dibandingkan  etanol,  sehingga  n-hexane lebih besarkemampuannya untuk melarutkan fly ash  yang menggunakan fatty amine yang memiliki rantai carbon yang lebih panjang.

## SIMPULAN
Kandungan unsur boron (B) dan seng (Zn)  dapat  dideteksi  pada  sampel  fly  ash baik  dengan  ekstraksi  lauryl  amine  dan ekstraksi  stearyl  amine,  dimana  jumlah optimum  diperoleh  dengan  menggunakan
strearyl amine dosis 15 gram dengan  pelarut n-hexane dengan waktu proses 4 jam.

## DAFTAR PUSTAKA
Alloway, B. J. (2008). Zinc in soils and crop nutrition .International Zink Association and International Fertilizer Industry Association,
Brussels, Belgium and Paris, France.
Anonim. (2017). Solid Waste Management in Improving Lives APRIL Sustainability Report 2015-2016 , pp. 38
Cakmak,  I.,  &  Engels,  C.  (1999).  Role  of mineral  nutrients  in  photosynthesis and yield formation. Mineral nutrition of crops: fundamental mechanisms and implications. p. 141-
168.
Maria Peratenta Sembiring . all | Analisa Unsur Hara Mikro Dari FLY ASH Limbah Industri PULP Dan Kertas
Han,  F.,  Sun,  W.,  Xia,  C.  &  Liu,  C.(2018).
Alcohol as a reagent in homogeneous catalysis,  in:  Xiao-Feng  Wu  (Eds.), Solvents  as  reagents  in  organic synthesis:  reactions  and  applications. John  Wiley  &  Sons .535p,  pp.  403- 447.
Hatch,  C.  J.,  &  Pepin,  R.  G.  (1985).
Recycling mill wastes for agricultural use. Tappi journal , 68 (10), 70-73.
Demeyer, A., Nkana, J. V., & Verloo, M. G. (2001).  Characteristics  of  wood  ash and  influence  on  soil  properties  and nutrient uptake: an
overview. Bioresource technology , 77 (3), 287-295.
Fukui, T. (2020). An update on the impact of COVID-19 pandemic on the pulp and paper industry in Japan. Appita Magazine , (2), 28.
Liu, K., Wang, H., Liu, H., Nie, S., Du, H., & Si, C. (2020). COVID-19: Challenges and  perspectives  for  the  pulp  and paper industry
worldwide.
BioResources , 15 (3), 4638-4641.
Liu ,  S.  X.  &Mamidipally,  P.  K.  (2005).
Quality  comparison  of  rice  bran  oil extracted with d ‐ limonene and hexane. Cereal  Chemistry , 82 ,  209– 215.
Mäkelä,  M.,  Watkins,  G.,  Dahl,  O., Nurmesniemi,  H.,  &  Pöykiö,  R. (2010).  Integration  of  solid  residues from  the  steel  and  pulp  and  paper industries for forest soil amendment. Journal of Residuals Science  and  Technology , 7 (4),  191- 198.
Mengal,  K.,  Kirkby,  E.  A.,  Mengal,  K., Appel, T., & Kosegarton, H.
Universitas Sari Mutiara Indonesia DOI
(2006). Principles  of  plant  nutrition . Springer.
Muse, J. K., & Mitchell, C. C. (1995). Paper mill  boiler  ash  and  lime  by ‐ products as  soil  liming  materials. Agronomy Journal , 87 (3), 432-438.
Nagib,  S.,  &  Inoue,  K.  (2000).  Recovery  of lead  and  zinc  from  fly  ash  generated from municipal incineration plants by means  of  acid  and/or  alkaline leaching. Hydrometallurgy , 56 (3),
269-292.
Novizan,  I.  (2002).  Petunjuk  Pemupukan yang  Efektif. AgroMedia  Pustaka, Jakarta .
Oishi,  K.,  Maehata,  Y.,  &  Hashino,  M. (2013).  Simultaneous  recovery  of boron and other major elements from a  coal  fly  ash  by  pH  control. Chem.
Eng. Process Tech , 1 , 109-113.
Purwati,  S.,  Soetopo,  R.,  &  Setiawan,  Y. (2017).  Potensi  penggunaan  abu boiler industri pulp dan kertas sebagai bahan  pengkondisi  tanah  gambut pada areal hutan
tanaman industri. Jurnal  Selulosa , 42 (01),  8-
17.
Saarsalmi, A. N. N. A., & Levula, T. (2007). Wood  ash  application  and  liming: effects  on  soil  chemical  properties and growth of Scots pine transplants. Baltic Forestry , 13 (2),
149-157.
Sembiring,  M.  P.,  Kaban,  J.,  Bangun,  N.,  & Saputra,  E.  (2018).  Use  of  stearyl amine  as  a  collector  of  heavy  metal from  boiler  ash  in  pulp  and  paper industry.  In Journal  of  Physics: Conference  Series (Vol.  1116,  No.  4,
p. 042032). IOP Publishing .
Sutiyoso, Y. (2003). Meramu pupuk
hidroponik:  tanaman  sayur,  tanaman
Swadaya.