Journal Of Chemical Process Engineering                               Vol.01, No.01, 2016 ISSN = 2527-4457

## Pemanfaatan Limbah Batang Kedelai Sebagai Adsorben Dalam Penurunan Kesadahan Air
Nur Fakih Has 1 , Asryanti 1 , Takdir Syarif 1 , Lastri Wiyani 2 Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Muslim Indonesia Jl. Urip Sumaharjo Km.05, Kota Makassar, 90231 Email : Nurfaqih92@yahoo.com Asryanti@yahoo.com Takdir_syarif@umi.ac.id lastri.wiyani@umi.ac.id

## INTISARI
Air  merupakan  kebutuhan  yang  sangat  utama  bagi  kehidupan  manusia,  kualitas  air  sumur sebagai air baku semakin  menurun dari tahun ke tahun. Salah satu contoh kualitas air yang kurang baik yaitu adanya ion Na + dan ion Cl - dengan konsentrasi cukup tinggi berkisar 19,85- 21,25  mg/l.  Untuk  itulah  perlu  adanya  pengolahan  lanjut  untuk  menurunkan  kadar  ion-ion dalam  air  tersebut.  Salah  satu  alternatif  yang  dapat  dipakai  adalah  dengan  menggunakan resin  penukar  ion  (Ion  Exchanger  Resin)  yang  berfungsi  sebagai  adsorben.  Pengaruh kecepatan  pengadukan  dan  limbah  batang  kedelai  pada  proses    adsorbsi    dapat  digunakan untuk menentukan koefisien transfer massa adsorbsi. Tanaman kedelai memiliki gugus amina yang  dapat  dimanfaatkan  sebagai  penukar  ion,  maka  dilakukan  penelitian  “Pemanfaatan Limbah Batang Kedelai Sebagai Adsorben Dalam Penurunan Kesadahan Air”. Penelitian ini dilakukan  dengan  membuat  variasi  rasio  antara  kecepatan  pengadukan  (rpm)  dan  limbah batang  kedelai  dengan  perbandingan  200:20;  200:30;  200:40;  300:20;  300:30;  dan  300:40, kemudian  dilakukan  proses  pengadukan.  Dipelajari  variabel  yang  berpengaruh  pada  proses adsorbsi, yaitu massa batang kedelai,kecepatan pengadukan,dan konsentrasi. Uji akhir yang dianalisis  adalah  kesadahan  total  untuk  menentukan  kadar  C A yang  terkandung  dalam  air sadah.  Semakin  banyak  massa  batang  kedelai  dan  semakin  tinggi  kecepatan  pengadukan maka koefisien tranfer massa yang diperoleh semakin besar yakni pada massa batang kedelai 40 gr dengan N = 300 rpm, nilai α = 2,53055x10 -11 dan nilai β = 3,669
Kata kunci : Batang Kedelai, Adsorbsi, Koefisien Transfer Massa

## ABSTRACT
Water is a very major requirement for human life, the quality of well water as a raw water has declined from year to year. One example of poor water quality is the presence of Na + ions and Cl-ions with high  enough  concentrations ranged from 19.85 to  21.25 mg / l. That is why the need for further processing to reduce levels of  ions in the water. One alternative that can be used is to use ion exchange resin (Ion Exchanger Resin) which serves as an adsorbent. Effect of stirring speed and soybean stem waste in the process of adsorption can be used to determine the mass transfer coefficient of  adsorption. Soybean plants have amine groups which  can be used  as  an  ion  exchanger,  then  do  research  "Stem  Waste  Utilization  Soybeans  Decline  As Adsorbent In Water Hardness". This research was conducted by varying the ratio between the stirring speed (rpm) and waste soybean stems with comparison 200:20; 200:30; 200:40; 300:20; 300:30, and 300:40, then do  the mixing process. Studied  variables that affect the adsorption process, ie the mass of soybean stems, stirring speed, and concentration. Final test is analyzed to determine the total hardness levels of CA contained in hard water. Based on the acquisition value of α and β obtained from the empirical equation it can be concluded that the more the mass  of  soybean  stem  and  the  higher  the  speed  of  stirring  the  mass  transfer  coefficients obtained greater, ie the mass of 40 g soybean stems with N = 300 rpm.
Journal Of Chemical Process Engineering                               Vol.01, No.01, 2016 ISSN = 2527-4457
Keywords : soybean stems, absorption, mass transfer coefficient

## PENDAHULUAN
Air merupakan kebutuhan yang sangat utama  bagi  kehidupan  manusia.  Kualitas  air sumur  sebagai  air  baku  menurun  karena adanya  ion  Na + dan  Cl - dengan  konsentrasi cukup  tinggi  berkisar  19,85-21,25  mg/l.  Salah satu  alternatif  yang  dapat  dipakai  adalah dengan  menggunakan  Ion  Exchanger  Resin yang  berfungsi  sebagai  adsorben.  Salah  satu adsorben  yang  dapat  dimanfaatkan  adalah limbah  batang  kedelai  yang  memiliki  gugus amina  yang  dapat  dimanfaatkan  sebagai penukar  ion.  Faktor  yang  mempengaruhi proses adsorbsi adalah kecepatan pengadukan yakni  untuk  menentukan  kecepatan  waktu kontak  adsorben  dan  adsorbat.    Pengaruh kecepatan  pengadukan  dan  limbah  batang kedelai  pada  proses    adsorbsi    dapat digunakan  untuk  menentukan  koefisien transfer massa adsorbsi.

## METODOLOGI PENELITIAN

## A. Deskripsi Penelitian
Secara garis besar penelitian ini dimaksudkan  untuk  mempelajari  pengaruh kecepatan  pengadukan  dan  massa  limbah batang kedelai pada proses adsorbsi.
B. Bahan dan Alat
Bahan yang digunakan batang kedelai, air sadah,  buffer  pH  10,  larutan  EDTA  0,01M dan indikator EBT.
Rangkaian  alat  yang  digunakan  dalam penelitian ini dapat dilihat pada gambar 1.
Keterangan gambar : 1. Batang Stati         3. Batang  Pengaduk
2. Motor Pengaduk  4. Gelas Piala
B. Cara Kerja
Limbah  batang  kedelai  dihaluskan menggunakan  dan  diayak  hingga  ukuran  50 mesh.  Sampel  air  sadah  sebanyak  500  ml dimasukkan  dalam  tangki  pengaduk  dengan massa  serbuk  batang  kedelai  20  gr. Pengadukan  sampel  air  sadah  dan  serbuk batang  kedelai  dilakukan  pada  kecepatan pengaduk  200  rpm.  Dilakukan  pengambilan sampel sebanyak 25 ml setiap selang waktu 10 menit  dan  dilanjutkan  proses  titrasi.  Titrasi dilakukan  dengan  penambahan  buffer  pH  10 dan  indikator  EBT,  sampel  dititrasi menggunakan  larutan  EDTA  sampai  terjadi perubahan  warna  dari  merah  anggur  tepat menjadi biru. Prosedur dilakukan sebanyak 5 kali  pengambilan  data  dengan  variasi  massa serbuk  batang  kedelai  (30  gr  dan  40  gr)  dan kecepatan  pengadukan  (200  rpm  dan  300 rpm)

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Penelitian yang
dilakukan pada penurunan  kesadahan  air  meliputi  pengaruh kecepatan  pengadukan  dan  massa  batang kedelai.  Persamaan  empiris  koefisien  transfer massa  dapat didekati oleh persamaan :
𝐾 𝐿𝐴 = α × N β
Nilai 𝐾 𝐿𝐴 merupakan  koefisien  transfer massa  untuk  penurunan  kesadahan  air  pada berbagai massa batang kedelai dan kecepatan pengadukan.
1. Nilai 𝑲 𝑳𝑨 penurunan kesadahan pada massa 20 gr batang kedelai
Tabel 1 Nilai 𝐾 𝐿𝐴 penurunan kesadahan pada massa 20 gr batang kedelai No N(rpm) ln N 𝑲 𝑳𝑨 ln 𝑲 𝑳𝑨 1 200 5.2983 0.0012  -6.7254 2 300 5.7038 0.002 -6.2146
1
2
3 4
Gambar  2.  Grafik  Hubungan  ln  N  dengan  ln 𝐾 𝐿𝐴 20 gr batang kedelai
Berdasarkan grafik tersebut di atas dapat disimpulkan bahwa pada massa 20 gr batang kedelai  nilai  koefisien  transfer  massa  pada N=300 rpm lebih besar dibandingkan dengan N=200  rpm.  Grafik  menunjukkan  kecepatan pengadukan berbanding lurus dengan koefisien  transfer  massa.  Dan  didapatkan nilai α = 1,51514x10 -6 dan dan β = 1,269 dari persamaan empiris 𝐾 𝐿𝐴 = (1,259 x) – 13,4
2. Nilai 𝑲 𝑳𝑨 penurunan kesadahan pada massa 30 gr batang kedelai
Tabel 2. Nilai 𝐾 𝐿𝐴 penurunan kesadahan pada massa 30 gr batang kedelai No N(rpm) ln N 𝑲 𝑳𝑨 ln 𝑲 𝑳𝑨 1 200 5,2983 0,0028  -3,5755 2 300 5,7038 0,100 -2,3026
Gambar 3. Grafik hubungan ln N dengan ln 𝐾 𝐿𝐴 30 gr batang kedelai
Berdasarkan grafik tersebut di atas dapat disimpulkan bahwa pada massa 30 gr batang kedelai  nilai  koefisien  transfer  massa  pada N=300 rpm lebih besar dibandingkan dengan N=200  rpm.  Grafik  menunjukkan  kecepatan
pengadukan berbanding lurus dengan koefisien  transfer  massa.  Dan  didapatkan nilai α = 1,68753x10 -9 dan dan β = 3,139 dari persamaan  empiris 𝐾 𝐿𝐴 =  (3,139  x)  –  20.20. Nilai β pada massa 30 gr batang kedelai lebih besar  dibandingkan  dengan  massa  20  gr batang  kedelai  dimana  hal  tersebut dipengaruhi  oleh  jumlah  massa  batang kedelai yang besar dibandingkan sebelumnya serta  kecepatan  pengadukan  yang  optimal pada N=300 rpm.
3. Nilai 𝑲 𝑳𝑨 penurunan kesadahan pada massa 40 gr batang kedelai
Tabel 3. Nilai 𝐾 𝐿𝐴 penurunan kesadahan pada massa  40 gr batang kedelai No N(rpm) ln N 𝑲 𝑳𝑨 ln 𝑲 𝑳𝑨 1 200 5.2983 0.007 -4.9618 2 300 5.7038 0.031 -3,4738
Gambar  4.  Grafik  hubungan  ln  N  dengan  ln 𝐾 𝐿𝐴 40 gr  batang kedelai
Berdasarkan  grafik  tersebut  di  atas  dapat disimpulkan  bahwa  massa  40  gr  batang kedelai nilai koefisien transfer massa pada N = 300 lebih besar dibandingkan dengan N =200. Grafik  diatas menunjukkan  kecepatan pengadukan berbanding lurus dengan
koefisien transfer massa. Dan didapatkan nilai α =  2,53055x10 -11 dan  dan β =  3,669  dari persamaan empiris 𝐾 𝐿𝐴 = (3.669 x) – 24,40. Nilai β pada  massa  40  gr  batang  kedelai lebih besar dibandingkan dengan massa 20 gr dan 30 gr batang kedelai dimana hal tersebut dipengaruhi oleh jumlah massa batang kedelai yang  besar  dibandingkan  sebelumnya  serta kecepatan  pengadukan  yang  optimal  pada N=300 rpm.
y = 1.259x - 13.4 R² = 1 -6.8 -6.7 -6.6 -6.5 -6.4 -6.3 -6.2 -6.1 5.2 5.4 5.6 5.8 ln ln ln N y = 3.139x - 20.20 R² = 1 -4 -3 -2 -1 0 5.2 5.4 5.6 5.8 ln N y = 3.669x - 24.40 R² = 1 -6 -5 -4 -3 -2 -1 0 5.2 5.3 5.4 5.5 5.6 5.7 5.8
ln N
Kecenderungan  pada  ketiga  grafik tersebut  diatas  yakni  semakin  bertambahnya massa  batang  kedelai  dan  kecepatan pengadukan,  nilai β yang  diperoleh  juga semakin  besar  ini  disebabkan  karena kecepatan  pengadukan  mempengaruhi  proses adsorbsi, gugus molekul amina (R-NH 2 ) yang dihasilkan batang kedelai tersebut terdistribusi  ke  seluruh  bagian  air  sadah sehingga  dapat  menurunkan  kesadahan  lebih besar.

## KESIMPULAN
Berdasarkan  perolehan  nilai α dan β yang  diperoleh  dari  persamaan  empiris  maka dapat  disimpulkan  bahwa  semakin  banyak massa  batang  kedelai  dan  semakin  tinggi kecepatan pengadukan maka koefisien tranfer massa  yang  diperoleh  semakin  besar,  yakni pada massa batang kedelai 40 gr dengan N = 300 rpm.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis mengucapkan terima kasih kepada Dosen pembimbing dan Kepala Laboratorium Pengantar  Teknik  Kimia  Universitas  Muslim Indonesia  yang  telah  memberikan  dukungan dalam pelaksanaan penelitian ini.

## DAFTAR PUSTAKA
Hamidi,  A.  2010.  “Morfologi  Kedelai”. Institut Pertanian Bogor. Bogor
Hiskia.  1994.”Karakteristik  Kinerja  Resin penukar  Ion  Pada  Sistem  Air  Bebas Mineral  (CGA  01)  RSG-GAS.  Pusat Reaktor Serbaguna-BATAN. Kawasan Puspitek, Serpong, Tangerang. Banten Sedyaningsih,  E.R.  2010.  “Persyaratan Kualitas  Air  Minum”.  Peraturan Menteri Kesehatan Republik Indonesia. Nomor 492/MENKES/PER/IV/2010. Departemen  Kesehatan  Republik Indonesia Putro,  A.N.H,  dan  Ardhiany,  S.A.  2010. “Proses Pengambilan Kembali Bioetanol  Hasil  Fermentasi  dengan Metode Adsorpsi Hidrophobik”.
Jurusan  Teknik  Kimia.  Fakultas Teknik.  Universitas  Diponegoro. Semarang Mardina, P. dan Astarina, E.N. 2011. Skripsi. “Pengaruh Kecepatan Putar Pengaduk  dan  Waktu  Operasi  pada Ekstraksi  Tannin  dari  Mahkota Dewa”.  Jurusan  Teknik  Kimia. Fakultas Teknik. Universitas Lambung Mangkurat. Banjarbaru
Melawaty,  R.  dan  Alda.  2009.  Skripsi. “Desalinasi Air Payau  Menggunakan Limbah  Tanaman  Kedelai  dan Zeolit”.  Teknik  Kimia.  Universitas Kristen Paulus. Makassar
Nurcholis. 2010. “Kedelai”. Institut
Pertanian Bogor. Bogor
Rochintaniawati.  2008.  Skripsi.  “Pengaruh Massa  Biji  Kelor  dan  Waktu Pengendapan Pada Pengolahan Air”. Jurusan  Teknik  Kimia.  Fakultas Teknik. Universitas Riau. Pekanbaru
Rukmana,  Ahida.  2011.  “Proses  Penjernihan Air”. Kimia Kesehatan
Said, N.I. dan Ruliasih. 2007. “Penghilangan
Kesadahan  Dalam  Air  Minum”. Fakultas Teknik. Universitas Indonesia. Depok Saputra,  B.W.  2008.  “Desain  Sistem Adsorpsi”. Fakultas Teknik. Universitas Indonesia. Depok Sulistiyana,  F.  2006.  “Air  sadah”.  Fakultas Teknik. Universitas Indonesia. Depok
Suryani,  S.  2013.  “Kedelai”.  Universitas
Muhammadiyah Semarang
Syauqiah,  I.  dan  Amalia,  M.  2011.  Skripsi.
“Analisis Variasi Waktu dan
Kecepatan  Pengaduk  pada  Proses Adsorpsi  Limbah  Logan  Berat dengan  Arang  Aktif”.  Info  Teknik. Volume 12 No.1
Tjandra, S. 2007. “Pengolahan dan Penyediaan  Air”.  Jurusan  Teknik Kimia.  Fakultas  Fakultas  Teknologi Industri. Institut Teknologi Bandung. Bandung
Trimulya.  2008.  “Analisis  Kesadahan  Total Melalui Titrasi EDTA”.
Yuniar,  A.  2008.  “Analisa  Kesadahan  Air secara  Kompleksometri”.  Jurusan Teknik Kimia. Fakultas Teknik.Untirta
http://www.scribd.com/doc/21113137/Artikel- Resin-Penukar-Ion/
http://www.chem-is- try.org/materi_kimia/instrumen_anal isis/jenis-titrasi-edta/