ELEKTROKOAGULASI LIMBAH CAIR TEPUNG MOCAF

(MODIFIED CASSAVA FLOUR) DENGAN PANEL SURYA

SEBAGAI SUMBER ENERGI

SKRIPSI

M. RIFQI NUR EL HADI

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2020 M / 1441 H

ELEKTROKOAGULASI LIMBAH CAIR TEPUNG MOCAF

(MODIFIED CASSAVA FLOUR) DENGAN PANEL SURYA

SEBAGAI SUMBER ENERGI

Skripsi

Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains

Program Studi Kimia

Fakultas Sains dan Teknologi

Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta

Oleh

M. RIFQI NUR ELHADI

11150960000081

PROGRAM STUDI KIMIA

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS ISLAM NEGERI SYARIF HIDAYATULLAH

JAKARTA

2020 M/1441 H

ABSTRAK

MUHAMMAD RIFQI NUR EL HADI Elektrokoagulasi Limbah Cair Tepung

Mocaf (Modified Cassava Flour) dengan Panel Surya Sebagai Sumber Energi.

Dibimbing oleh HENDRAWATI dan MURYANTO.

Tepung mocaf (modified cassava flour) adalah tepung berbahan baku singkong atau

ubi kayu yang dimodifikasi dengan teknik fermentasi mikroba. Industri tepung

mocaf banyak menghasilkan limbah cair, perlu diolah sebelum dibuang ke

lingkungan. Elektrokoagulasi merupakan metode koagulasi (penggumpalan)

melalui peristiwa elektrokimia menggunakan arus listrik searah. Penelitian ini

memiliki tujuan untuk mengolah limbah cair tepung mocaf menggunakan

elektrokoagulasi dengan panel surya sebagai sumber energi. Hasil penelitian ini

memiliki waktu maksimum selama 30 menit dan jarak plat terbaik 1 cm. Variasi

jarak antar plat plat 1 cm memiliki pH optimum sebesar 8,2; suhu 79,2 oC;

konsentrasi TDS (Total Dissolved Solid) sebesar 906 mg/l; penyisihan COD

(Chemical Oxygen Demand) sebesar 71,44 % dan penyisihan (Total Suspended

Solid) TSS sebesar 53,70 %. Penelitian elektrokoagulasi limbah cair tepung mocaf

dengan panel surya sembagai sumber energi berhasil menaikan pH dan menurunkan

kandungan TDS, COD dan TSS limbah cair tepung mocaf.

Kata Kunci: Elektrokoagulasi, tepung mocaf, panel surya, COD, TSS

ABSTRACT

MUHAMMAD RIFQI NUR EL HADI Electrocoagulation of Mocaf Flour Liquid

Waste (Modified Cassava Flour) with Solar Panels as an Energy Source. Supervised

by HENDRAWATI and MURYANTO.

Mocaf flour (modified cassava flour) is flour made from cassava or cassava which

is modified by microbial fermentation techniques. The mocaf flour industry

produces a lot of liquid waste, it needs to be processed before it is discharged into

the environment. Electrocoagulation is a method of coagulation (clumping) through

electrochemical events using direct electric current. This research aims to treat

mocaf flour liquid waste using electrocoagulation with solar panels as an energy

source. The results of this study have a maximum time of 30 minutes and the best

plate distance of 1 cm. The variation of the distance between 1 cm plate has an

optimum pH of 8.2; temperature of 79.2 oC; TDS concentration (Total Solid

Dissolved) of 906 mg/l; COD (Chemical Oxygen Demand) allowance of 74.67%

and TSS (Total Suspended Solid) of 53.70%. Electrocoagulation research of mocaf

flour liquid waste with solar panels as an energy source succeeded in raising the pH

and decreasing the TDS, COD and TSS content of mocaf flour liquid waste.

Keywords: Electrocoagulation, mocaf flour, solar panels, COD, TSS

viii

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah Yang Maha Esa, karena

berkat rahmat dan hidayah-Nya penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul

“Elektrokoagulasi Limbah Cair Tepung Mocaf (Modified Cassava Flour)

dengan Panel Surya Sebagai Sumber Energi.” Penulis menyampaikan ucapan

terima kasih kepada semua pihak yang telah membimbing, membantu dan

mendukung sehingga penulisan skripsi ini dapat diselesaikan

1. Dr. Hendrawati, M.Si selaku Pembimbing I yang telah memberikan

pengarahan serta bimbingannya sehingga banyak membantu penulis dalam

menyelesaikan skripsi ini.

2. Muryanto, M.T selaku Pembimbing II yang telah memberikan pengarahan

serta bimbingannya sehingga banyak membantu penulis dalam menyelesaikan

skripsi ini.

3. Nurhasni, M.Si selaku Penguji I dan Anna Muawanah, M.Si selaku Penguji II

yang telah memberikan saran yang bermanfaat bagi penulis.

4. Dr. La Ode Sumarlin, M.Si selaku Ketua Program Studi Kimia Fakultas Sains

dan Teknologi yang telah banyak memberikan saran serta masukan yang

bermanfaat.

5. Prof. Dr. Lily Surayya Eka Putri, M.Env.Stud selaku Dekan Fakultas Sains dan

Teknologi UIN Syarif Hidayatulllah Jakarta.

6. Bapak, Ibu dan saudara tercinta atas segala doa, pengorbanan, nasihat dan

motovasinya kepada penulis.

7. Segenap dosen Program Studi Kimia atas ilmu pengetahuan dan pegalaman

hidup yang dengan ikhlas diajarkan dan diberikan kepada penulis.

ix

8. Teman-teman Kimia UIN Jakarta angkatan 2015 yang selalu memberikan

semangat kepada penulis.

9. Serta semua pihak yang telah membantu secara langsung dan tidak langsung,

yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa skripsi ini masih terdapat kekurangan. Semoga

skripsi ini dapat bermanfaat bagi khususnya bagi penulis umumnya bagi pembaca

dan semua pihak yang membutuhkan.

Ciputat, Januari 2020

M. Rifqi Nur El Hadi

x

DAFTAR ISI

Hal

KATA PENGANTAR ........................................................................................ viii

DAFTAR ISI .......................................................................................................... x

DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xii

DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii

DAFTAR LAMPIRAN ...................................................................................... xiv

BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 1

1.1 Latar Belakang .................................................................................................. 1

1.2 Rumus an Masalah ............................................................................................ 4

1.3 Hipotesis ............................................................................................................ 4

1.4 Tujuan Penelitian .............................................................................................. 4

1.5 Manfaat Penelitian ............................................................................................. 5

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ........................................................................... 6

2.1 Limbah Tepung Mocaf ...................................................................................... 6

2.2 Parameter Pencemaran Limbah Cair Tepung Mocaf ....................................... 7

2.2.1 Derajat Keasaman (pH) ........................................................................... 7

2.2.2 Total dissolved solid (TDS) .................................................................... 8

2.2.3 Chemical Oxygen Demand (COD).......................................................... 8

2.2.4 Total Suspended Solid (TSS) ................................................................ 10

2.3 Elektrokoagulasi .............................................................................................. 12

2.4 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Elektrokoagulasi .................................... 17

2.4.1 Elektroda ................................................................................................ 17

2.4.2 Susunan Elektroda .................................................................................. 18

2.4.3 Densitas Arus Listrik ............................................................................. 19

2.4.4 Temperatur ............................................................................................. 19

2.4.5 Konduktivitas ......................................................................................... 20

2.4.6 Elektrolit Pendukung .............................................................................. 20

2.5 Sel Surya ......................................................................................................... 21

2.6 Spektrofotometri UV-Vis ................................................................................ 23

2.7 FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy) ......................................... 24

xi

BAB III METODE PENELITIAN .................................................................... 27

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian ......................................................................... 27

3.2 Alat dan Bahan ................................................................................................ 27

3.2.1 Alat ......................................................................................................... 27

3.2.2 Bahan ..................................................................................................... 27

3.3 Diagram Alir Penelitian .................................................................................. 28

3.4 Prosedur Penelitian.......................................................................................... 29

3.4.1 Analisis Limbah Awal ........................................................................... 29

3.4.2 Elektrokoagulasi ..................................................................................... 31

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ........................................................... 33

4.1 Karakterisitik Awal Limbah Cair Tepung Mocaf ........................................... 33

4.2 Karakteristik Limbah Cair Hasil Elektrokoagulasi. ........................................ 34

4.3 Analisis Gugus Fungsi dengan FTIR .............................................................. 43

4.4 Perbandingan Limbah Awal Tepung Mocaf dan

Hasil Elektrokoagulasi .................................................................................... 45

BAB V PENUTUP ............................................................................................... 48

5.1 Simpulan ......................................................................................................... 48

5.2 Saran ................................................................................................................ 48

DAFTAR PUSTAKA .......................................................................................... 49

LAMPIRAN ......................................................................................................... 54

xii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Skema Proses Elektrokoagulasi ...................................................... 13

Gambar 2. Lapisan Elektrik pada Partikel Dalam Air Limbah ......................... 16

Gambar 3. Sistem Monopolar dan Sistem Bipolar pada Proses

Elektrokoagulasi .............................................................................. 18

Gambar 4. Skema Alat Spektrofotometer UV-Vis single-beam ...................... 23

Gambar 5. Skema FTIR. .................................................................................... 25

Gambar 6. Diagram Alir Penelitian ................................................................... 28

Gambar 7. Skema Reaktor Elektrokoagulasi ..................................................... 31

Gambar 8. Grafik Pengukuran pH Limbah Cair Tepung Mocaf Hasil

Elektrokoagulasi .............................................................................. 34

Gambar 9. Pengukuran TDS Limbah Cair Tepung Mocaf Hasil

Elektrokoagulasi .............................................................................. 36

Gambar 10. Pengukuran COD Limbah Cair Tepung Mocaf Hasil

Elektrokoagulasi .............................................................................. 38

Gambar 11. Pengukuran TSS Limbah Cair Tepung Mocaf Hasil

Elektrokoagulasi .............................................................................. 41

Gambar 12. Limbah Cair Tepung Mocaf Awal ................................................... 41

Gambar 13. Limbah Cair Tepung Mocaf saat Proses Elektrokoagulasi.............. 42

Gambar 14. FTIR Limbah Cair Tepung Mocaf ................................................... 44

xiii

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Kandungan Tepung Mocaf ...................................................................... 7

Tabel 2. Jenis Senyawa yang Dapat atau Tidak Dapat Dioksidasi Melalui Uji

COD dan BOD. ........................................................................................ 9

Tabel 3. Karakteristik Awal Limbah Cair Tepung Mocaf .................................. 33

Tabel 4. Perbandingan Hasil Analisis FTIR Limbah Cair Tepung Mocaf

Sebelum dan Sesudah Proses Elektrokoagulasi .................................... 44

Tabel 5. Perbandingan Limbah Awal Tepung Mocaf dan Hasil

Elektrokoagulasi .................................................................................... 46

xiv

DAFTAR LAMPIRAN

Lampiran 1. Analisis Plat dan Alat Panel surya .................................................. 54

Lampiran 2. Analisis pH dan TDS ...................................................................... 55

Lampiran 3. Penentuan Standar Analisis COD ................................................... 58

Lampiran 4. Perhitungan COD Limbah Cair Tepung Mocaf .............................. 59

Lampiran 5. Perhitungan Analisis TSS Limbah Cair Tepung mocaf ................. 62

Lampiran 6. Alat dan bahan ................................................................................ 64

Lampiran 7. Baku Mutu Air Limbah................................................................... 65

Lampiran 8. Analisis FTIR .................................................................................. 67

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Keberadaan industri mocaf (modified cassava flour) merupakan salah satu

wujud perkembangan industri pangan. Pengolahan produk turunan tepung singkong

ini menghasilkan limbah cair dan padat yang berpotensi mencemari lingkungan.

Tepung mocaf dikenal sebagai tepung singkong alternatif pengganti terigu. Tepung

mocaf memiliki karakter yang berbeda dengan tepung ubi kayu biasa dan tapioka,

terutama dalam hal derajat viskositas, kemampuan gelasi, daya rehidrasi dan

kemudahan melarut yang lebih baik (Subagio, 2007). Mocaf adalah tepung dari ubi

kayu atau singkong yang dibuat dengan menggunakan prinsip modifikasi sel ubi

kayu secara fermentasi oleh bakteri asam laktat (Subagyo, 2006).

Menurut Kementerian Negara Koperasi dan UKM Bidang Pengembangan

Iklim Usaha dan Kemitraan tahun 2012, pada tahun tersebut produksi tepung mocaf

di Indonesia mencapai 360.000 ton. Menurut Keputusan Menteri Negara

Lingkungan Hidup Nomor : KEP-51/MENLH/10/1995 Industri mocaf

menghasilkan limbah cair dengan karakteristik yang melebihi beberapa baku mutu

limbah cair. Limbah cair tepung mocaf memiliki karakteristik pH (Puissance de

Hydrogen) 4,0; TDS (Total Dissolved Solid 294,0 mg/l; COD (Chemical Oxygen

Demand) 2622,0 mg/l; Kekeruhan 64,8 NTU (Nephelometric Tubidity Unit); TSS

(Total Suspended Solid) 142,7 mg/l (Novita et al., 2016).

2

Allah berfirman dalam surat Ar Rum ayat 41-42

ظهر الفساد في البر والبحر بما كسبت أيدي الناس ليذيقهم بعض الذي عملوا

لعلهم يرجعون* قل سيروا في الأرض فانظروا كيف كان عاقبة الذين من قبل

كان أكثرهم مشركين *

Artinya : “Telah tampak kerusakan di darat dan dilaut disebabkan perbuatan

manusia, supaya Allah merasakan kepada mereka sebagian dari (akibat) perbuatan

mereka, agar mereka kembali ke jalan yang benar). Katakanlah : Adakanlah

perjalanan dimuka bumi dan perlihatkanlah bagaimana kesudahan orang-orang

yang dulu. Kebanyakan dari mereka itu adalah orang-orang yang mempersekutukan

(Allah).” (QS Ar Rum : 41-42).

Berdasarkan ayat diatas kita sebagai muslim haruslah menjaga dan

melestarikan lingkungan agar terhindar dari berbagai macam bencana. Limbah cair

tepung mocaf jika tidak dikelola dengan baik tentunya berbahaya bagi lingkungan.

Kadar pH yang rendah dapat mengganggu kehidupan biota perairan, begitu pula

kadar COD (Chemical Oxygen Demand), TDS (Total Dissolved Solid) dan TSS

(Total Suspended Solid) yang tinggi akan mengakibatkan berbagai permasalahan

lingkungan.

Penelitian pengolahan limbah cair telah banyak dilakukan, salah satunya

dengan ektrokoagulasi. Elektrokoagulasi merupakan metode elektrokimia untuk

pengolahan air dimana pada anoda terjadi pelepasan koagulan aktif berupa ion

logam (biasanya aluminium atau besi) kedalam larutan, sedangkan pada katoda

terjadi reaksi elektrolisis berupa pelepasan gas hidrogen (Holt et al., 2002).

Elektrokoagulasi mampu menurunkan maksimum konsentrasi COD dalam limbah

decant oil hingga 29,83% (Prabowo et al., 2012), COD limbah cair kelapa sawit

hingga 81,32% (Hanum et al., 2015), COD limbah rumah sakit hingga 87,1%

(Dehghani et al., 2015). Penurunan intensitas zat warna naftol pada industri batik

3

hingga 99,78% (Nashrullah et al., 2016). Penurunan COD limbah cair industri tahu

dengan efisiensi sebesar 42,11% dan 77,27% untuk TSS (Istnaeny MH et al., 2014).

Penurunan intensitas warna 51.3%, COD 56.3% dan TSS 70.2% pada limbah

industri air minum (Muryanto et al., 2018).

Panel surya adalah alat yang terdiri dari sel surya yang mengubah cahaya

matahari menjadi energi listrik. Matahari merupakan sumber cahaya terkuat yang

dapat dimanfaatkan panel surya. Panel surya sering kali disebut sel photovoltatic,

Photovoltaic dapat diartikan sebagai "cahaya-listrik". Sel surya bergantung pada

efek photovoltaic untuk menyerap energi Matahari dan menyebabkan arus mengalir

antara dua lapisan bermuatan yang berlawanan (Abrori, 2017). Panel surya

digunakan sebagai sumber listrik pada proses elektrokoagulasi. Penelitian

sebelumnya mengenai elektrokoagulasi pada pengolahan limbah cair tahu dengan

panel surya oleh Danar et al., (2018). Variasi jarak antar plat yang digunakan 3 cm

dan waktu maksimum selama 180 menit dapat menurunkan konsentrasi COD

sebesar 88,39% dan TSS sebesar 78,95%.

Penelitian ini dilakukan menggunakan proses elektrokoagulasi dengan panel

surya pada limbah cair tepung mocaf. Proses ini diharapkan dapat menurunkan

kadar COD, TDS dan TSS serta menaikan pH limbah cair mocaf sehingga

memenuhi baku mutu air limbah sebelum di buang ke lingkungan. Proses

elektrokoagulasi menggunakan enam buah plat elektroda alumunium, tegangan 24

V, variasi waktu 0, 5, 10, 15, 20, 25 dan 30 menit, variasi jarak antar plat 1 cm, 2

cm dan 3 cm. Analisis yang dilakukan pada sampel limbah awal dan hasil proses

elektrokoagulasi yaitu analisis pH, COD, TDS dan TSS sebagai parameter. Analisis

4

menggunakan FTIR untuk mengetahui gugus fungsi yang terkandung dalam limbah

cair tepung mocaf .

1.2 Rumusan Masalah

1. Berapa waktu maksimum dan varisasi jarak antar plat terbaik antara plat 1

cm, 2 cm dan 3 cm dalam proses elektrokoagulasi limbah cair tepung mocaf

dengan panel surya berdasarkan parameter pH, TDS, COD dan TSS?

2. Bagaimana pengaruh elektrokoagulasi menggunakan panel surya dalam

menaikan pH dan penyisihan kadar TDS, COD dan TSS limbah cair tepung

mocaf?

1.3 Hipotesis

1. Elektrokoagulasi limbah cair tepung mocaf dengan panel surya sebagai

sumber energi memiliki hasil terbaik pada waktu terlama dan jarak antar plat

terkecil berdasarkan parameter pH, TDS, COD dan TSS.

2. Elektrokoagulasi menggunakan panel surya memiliki pengaruh dalam

menaikan pH dan penyisihan kadar TDS, COD dan TSS limbah cair tepung

mocaf.

1.4 Tujuan Penelitian

1. Mengetahui waktu maksimum dan varisai jarak antar plat terbaik dalam

proses elektrokoagulasi limbah cair tepung mocaf dengan panel surya

berdasarkan parameter pH, TDS, COD dan TSS.

5

2. Mengetahui pengaruh elektrokoagulasi menggunakan panel surya dalam

menaikan pH dan penyisihan kadar TDS, COD dan TSS limbah cair tepung

mocaf.

1.5 Manfaat Penelitian

Penelitian elektrokoagulasi menggunakan panel surya diharapkan dapat

menjadi solusi pengolahan limbah cair tepung mocaf (modified cassava flour)

sebelum dibuang ke lingkungan.

6

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Limbah Tepung Mocaf

Limbah cair tepung mocaf berasal dari hasil samping proses pembuatan

tepung mocaf dengan modifikasi bakteri. Tepung mocaf sendiri adalah tepung dari

ubi kayu atau singkong yang dibuat dengan menggunakan prinsip modifikasi ubi

kayu secara fermentasi menggunakan bakteri asam laktat (Subagyo, 2006).

Pembuatan tepung sejenis juga telah dilakukan oleh Wahyuningsih (1990), yang

membuat tepung ubi kayu dengan cara fermentasi dan disebut dengan tepung Gari.

Mikroba pada proses fermentasi menghasilkan enzim-enzim yang menghidrolisis

pati menjadi gula dan selanjutnya mengubahnya menjadi asam-asam organik,

terutama asam laktat. Proses ini akan menyebabkan perubahan karaktersitik dari

tepung yang dihasilkan berupa naiknya viskositas, kemampuan gelasi, daya

rehidrasi dan kemudahan melarut. Granula pati tersebut akan mengalami hidrolisis

yang menghasilkan monosakarida sebagai bahan baku untuk menghasilkan asam-

asam organik. Senyawa asam ini akan menghasilkan aroma dan cita rasa khas yang

dapat menutupi aroma dan citarasa khas ubi kayu yang cenderung tidak disukai

konsumen (Subagyo, 2006).

Penggunaan mocaf sebagai tepung alternatif pengganti terigu dalam

membuat berbagai produk pangan telah banyak dilakukan, seperti dalam

pembuatan mie basah dan mie kering dan mie telur . Mocaf juga sudah digunakan

untuk membuat beras analog dan roti (Yenrina et al., 2013).

7

Tabel 1. Kandungan Tepung Mocaf (Agustina et al., 2015).

Komponen Tepung Mocaf

Kadar Air (%) 9,25

Kadar Protein (%) 1,93

Kadar abu(%) 0,30

Kadar Pati (%) 85,6

Kadar Serat (%) 0,21

Kadar Lemak (%) 2,72

Kadar HCN -

Pembuatan tepung mocaf dimulai dengan persiapan bahan. Singkong

dipotong potong dan dicuci. Kedua fermentasi dengan cara perendaman singkong

dengan bakteri 0,3 – 0,5 %. Proses fermentasi inilah yang menghasilkan limbah,

dimana tepung mocaf direndam penuh dengan perbandingn 1:1. Dua tahap terakhir

pengeringan dan penepungan (Erismar dan Putri, 2015). Mocaf dapat digolongkan

sebagai produk olahan edible cassava yang dapat dimakan. Syarat mutu mocaf

dapat mengacu kepada CODEX STAN 176-1989 (Rev.1–1995) tentang edible

cassava flour.

2.2 Parameter Pencemaran Limbah Cair Tepung Mocaf

Limbah cair tepung mocaf memiliki paramater sebelum bisa dibuang ke

lingkungan. Beberapa parameter yaitu derajat keasaman (pH), total dissolve solid

(TDS), chemical oxygen demand (COD) dan total suspended solid (TSS).

2.2.1 Derajat Keasaman (pH)

pH (Puissance de Hydrogen) adalah derajat keasaman yang digunakan

untuk menyatakan tingkat keasaman atau kebasaan yang dimiliki oleh suatu larutan.

pH didefinisikan sebagai kologaritma aktivitas ion hidrogen (H+) yang terlarut.

Koefisien aktivitas ion hidrogen tidak dapat diukur secara eksperimental, sehingga

8

nilainya didasarkan pada perhitungan teoretis. Skala pH bukanlah skala absolut,

memilki sifat relatif terhadap sekumpulan larutan standar yang pH-nya ditentukan

berdasarkan persetujuan internasional (Zulius, 2017).

Air murni bersifat netral, dengan pH-nya pada suhu 25 °C ditetapkan

sebesar 7,0. Larutan dengan pH kurang daripada tujuh disebut bersifat asam, dan

larutan dengan pH lebih daripada tujuh dikatakan bersifat basa atau alkali.

Pengukuran pH sangatlah penting dalam bidang yang terkait dengan kehidupan atau

industri pengolahan kimia seperti kimia, biologi, kedokteran, pertanian, ilmu

pangan, rekayasa (keteknikan), dan oseanografi (Zulius, 2017). Menurut Keputusan

Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor : KEP-51/MENLH/10/1995, baku mutu

limbah cair industri berada pada rentang pH 6,0 sampai 9,0.

2.2.2 Total dissolved solid (TDS)

Padatan terlarut adalah padatan-padatan yang berukuran lebih kecil

daripada padatan tersuspensi. Padatan ini termasuk di dalamnya adalah senyawa

anorganik dan organik yang larut air, mineral dan garam-garamnya. Limbah cair

industri biasanya mengandung berbagai jenis senyawa dan mineral seperti Merkuri

(Hg), Timbal (Pb), Arsenic (As), Cadium (Cd), Chromium (Cr), Nikel (Ni), Cl2,

serta garam-garam kalsium (Fardiaz, 1992). Baku mutu TDS menurut Keputusan

Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor: KEP-51/MENLH/10/1995 adalah 2000

mg/L untuk limbah cair golongan I dan 4000 mg/L untuk limbah cair golongan II.

2.2.3 Chemical Oxygen Demand (COD)

Chemical Oxygen Demand (COD) merupakan pengukuran kandungan

senyawa organik dengan mengukur jumlah oksigen menggunakan oksidator kuat

seperti potassium dikromat (Lin, 2007). Menurut Alaerts dan Santika (1987)

Chemical Oxygen Demand (COD) atau Kebutuhan Oksigen Kimia (KOK) adalah

9

jumlah oksigen (mgO2) yang diperlukan untuk mengoksidasi senyawa organik yang

terdapat dalam 1 liter sampel air, dimana pengoksidasian K2Cr2O7 digunakan

sebagai sumber oksigen (oxidizing agent). COD digunakan untuk mengukur kadar

materi organik air limbah dan air bersih. COD digunakan juga untuk mengukur

materi organik pada industri dan limbah yang mengandung senyawa beracun untuk

biotik (Tchobanoglous et al., 2003).

Tidak semua senyawa organik dalam air dapat dioksidasi melalui uji COD

atau BOD. Jenis senyawa organik/inorganik yang dapat atau tidak dapat dioksidasi

melalui uji COD dan BOD dapat dilihat pada tabel dibawah ini (Alaerts dan Santika

1987):

Tabel 2. Jenis Senyawa yang Dapat atau Tidak Dapat Dioksidasi Melalui Uji

COD dan BOD (Alaerts dan Santika, 1987).

Jenis Zat Organik/Anorganik Dapat Dioksidasi Melalui Uji

COD BOD

Senyawa organik yang dapat diuraikan

(protein, gula, dan sebagainya) √ √

Selulosa dan sebagainya √ -

N organik yang dapat diuraikan (protein, dan

sebagainya) √ √

N organik yang tidak dapat diuraikan

NO2-, Fe2+, S2-, Mn3+

√ -

NH4 bebas (nitrifikasi) - √

Hidrokarbon aromatik dan rantai √ -

Nilai COD merupakan ukuran bagi pencemaran air oleh zat-zat organik yang

secara alamiah dapat dioksidasikan melalui proses mikrobiologis dan

mengakibatkan berkurangnya oksigen terlarut dalam air. Konsentrasi COD dalam

suatu limbah biasanya lebih tinggi dari BOD karena senyawa–senyawa lebih dapat

dioksidasi secara kimia dari pada secara biologi. COD lebih sering digunakan

karena COD dapat ditentukan dalam waktu 3 jam, dibandingkan BOD yang

10

memerlukan waktu 5 hari (Tchobanoglous et al., 2003). Reaksi yang terjadi pada

pengukuran COD adalah sebagai berikut (Alaerts dan Santika 1987):

CaHbOc(senyawa organik) + Cr2O72- + H+

𝐴𝑔2𝑆𝑂4→ CO2 + H2O + Cr3+..............(1)

Menurut Boyd (1990), selisih nilai antara COD dan BOD memberikan

gambaran besarnya bahan organik yang sulit terurai yang ada di perairan. Bisa saja

nilai BOD sama dengan COD, tetapi BOD tidak bisa lebih besar COD. Jadi COD

menggambarkan jumlah total bahan organik yang ada.

2.2.4 Total Suspended Solid (TSS)

Total Suspended Solid (TSS) atau padatan tersuspensi total adalah bahan-

bahan tersuspensi dan tidak terlarut dalam air (Widigdo, 1996). TSS terdiri dari

partikel-partikel yang ukuran maupun beratnya lebih kecil dari sedimen, misalnya

tanah liat, bahan-bahan organik tertentu, sel-sel mikroorganisme, dan sebagainya

(Nasution, 2008).

Material tersuspensi mempunyai efek yang kurang baik terhadap kualitas

badan air karena dapat menyebabkan menurunkan kejernihan air dan dapat

mempengaruhi kemampuan ikan untuk melihat dan menangkap makanan serta

menghalangi sinar matahari masuk ke dalam air. Endapan tersuspensi dapat juga

menyumbat insang ikan, mencegah telur berkembang, meningkatnya penyakit dan

menyebabkan kematian. Sehingga reproduksi ikan menurun Ketika suspended solid

tenang di dasar badan air, dapat menyembunyikan telur dan terjadi pendangkalan

pada badan air sehingga memerlukan pengerukan yang memerlukan biaya

operasional tinggi (Alabaster dan Lloyd, 1982).

Zat-zat padat yang terdapat pada air limbah dapat dibedakan menurut

ukurannya sebagai partikel tersuspensi koloid (partikel koloid) dan partikel

11

tersuspensi biasa (partikel tersuspensi) (Alaerts dan Santika 1987). Total Suspended

Solid (TSS) adalah material tersuspensi (diameter >1 μm) yang tertahan pada

saringan dengan diameter pori 0,45 μm. TSS juga dapat berupa lumpur dan pasir

halus serta material-material organik yang berasal dari kikisan tanah yang terbawa

badan air (Effendi, 2003).

Zat-zat padat tersuspensi dibedakan menurut ukurannya sebagai partikel

tersuspensi koloidal (partikel koloid) dan partikel tersuspensi biasa (partikel

tersuspensi). Penyebab kekeruhan dalam air (efek tyndall) adalah partikel koloid.

Partikel koloid menyebabkan penyimpangan sinar nyata yang menembus suspensi

tersebut. Larutan menjadi keruh bila terjadi pengendapan (presipitasi) yang

merupakan keadaan kejenuhan dari suatu senyawa kimia. Partikel-partikel

tersuspensi yang memiliki ukuran lebih besar dari partikel koloid dapat

menghalangi sinar yang akan menembus suspensi sehingga suspensi tidak dapat

dikatakan keruh, karena sebenarnya air diantara partikel-partikel tersuspensi tidak

keruh dan sinar tidak menyimpang (Alaerts dan Santika, 1987).

Air yang memiliki kandungan TSS yang tinggi dapat menghambat sinar

matahari yang masuk. Hal ini dapat menghambat proses fotosintesis di dalam air

yang mengakibatkan berkurangnya kadar oksigen dalam air. Kurangnya kadar

oksigen di dalam air mengakibatkan matinya bakteri aerobik dan menciptakan

kondisi yang ideal bagi tumbuhnya bakteri anaerobik. Bakteri anaerobik akan

mendekomposisi limbah yang menghasilkan gas hidrogen sulfida (H2S) yang

berbau sehingga mengakibatkan suasana asam pada limbah (Hamid et al., 2017).

12

2.3 Elektrokoagulasi

Elektrokoagulasi merupakan metode elektrokimia untuk pengolahan air

dimana pada anoda terjadi pelepasan koagulan aktif berupa ion logam (biasanya

aluminium atau besi) ke dalam larutan, sedangkan pada katoda terjadi reaksi

elektrolisis berupa pelepasan gas hidrogen (Holt et al., 2002). Menurut (Hanum et

al., 2015), elektrokoagulasi merupakan suatu metode yang berdasarkan pada proses

sel elektrolisis. Sel elektrolisis merupakan suatu alat yang mampu mengubah energi

listrik DC (direct current) untuk menghasilkan reaksi elektrolik. Setiap sel

elektrolisis mempunyai dua elektroda, yaitu anoda dan katoda. Anoda berfungsi

sebagai koagulan dalam proses koagulasi-flokulasi yang terjadi di dalam sel.

Sedangkan di katoda terjadi reaksi katodik dengan membentuk gelembung-

gelembung gas hidrogen yang berfungsi untuk menaikkan flok-flok tersuspensi

yang tidak dapat mengendap di dalam sel.

Prinsip dasar dari elektrokoagulasi adalah terbentuknya ion logam (Fe/Al)

yang dihasilkan oleh anoda, dimana ion logam akan terhidrolisis membentuk besi

polimerik atau aluminium hidroksida. Polimerik hidroksida merupakan agen

koagulasi yang bagus. Koagulasi terjadi ketika kation logam bergabung dengan

partikel negatif terbawa kearah anoda oleh gerakan elektroforetik (Liu et al., 2010).

13

Gambar 1 . Skema Proses Elektrokoagulasi (Liu et al., 2010)

Destabilisasi partikel dicapai melalui dua mekanisme, yang pertama adanya

tekanan lapisan ganda difus disekitar spesies muatan oleh interaksi ion yang

dihasilkan oleh oksidasi pada anoda. Kedua adalah netralisasi muatan spesies ionik

pada air limbah oleh ion kontra yang dihasilkan dari pelarutan elektrokimia pada

anoda. Ion kontra mengurangi gaya tolak pada partikel sehingga terjadi gaya tarik

antar partikel yang menyebabkan koagulasi. Proses ini, air juga mengalami

elektrolisis dalam reaksi paralel menghasilkan gelembung oksigen pada anoda dan

hidrogen pada katoda. Gelembung ini menarik partikel yang terflokulasi dan

mengapungkan partikel tersebut ke permukaan air (Liu et al., 2010).

Reaksi yang Terjadi pada Elektroda Al

Proses elektrokoagulasi menggunakan elektroda aluminium terjadi dimana

anoda menghasilkan kation monomer Al3+ dan Al(OH)2+ pada pH rendah, yang

kemudian pada pH yang tepat akan berubah menjadi Al(OH)3 dan terpolimerisasi

menjadi Aln(OH)3n berdasarkan reaksi berikut (Mollah et al., 2001):

14

Al → Al3+(aq) + 3e-.................................................................................................(2)

Al3+(aq) +3H2O(l) → Al(OH)3 + 3H+

(aq) ................................................................(3)

nAl(OH)3 → Aln(OH)3n ........................................................................................(4)

pH juga mempengaruhi pembentukan spesies ion lain pada air limbah seperti

Al(OH)2+, Al2(OH)24+ dan Al(OH)4

-.

pH dibawah 3,5 pembentukan ion aluminium mendominasi pada air limbah,

sementara itu pada pH 4,0–9,5 senyawa aluminium Al(OH)3 mendominasi. Muatan

positif polihidrokso-kompleks merupakan flokulan efektif pada pH 4-7. Al(OH)3

yang terbentuk memiliki luas permukaan yang besar, yang memiliki kemampuan

dalam menyerap polutan organik dan anorganik pada air limbah (Kobya dan

Demirbas, 2015).

Reaksi yang Terjadi pada Elektroda Fe

Besi yang teroksidasi pada sistem elektrolitik menghasilkan besi

hikdroksida Fe(OH)n, dimana n=2 atau 3. Ada 2 mekanisme yang terjadi pada

pembentukan Fe(OH)n yaitu (Mollah et al., 2001):

Mekanisme 1 pada elektroda Fe

Reaksi pada anoda menghasilkan:

4Fe(s) → 4Fe2+(aq) + 8e-...........................................................................................(5)

4Fe2+(aq) + 10H2O(l) + O2(g) → 4Fe(OH)3(s) + 8H+

(aq).............................................(6)

Reaksi pada katoda menghasilkan:

8H+(aq) + 8e- → 4H2(g)........................................................................................... (7)

Secara keseluruhan:

4Fe(s) + 10H2O(l) + O2(g) → 4Fe(OH)3(s) + 4H2(g)...................................................(8)

Mekanisme 2 pada elektroda Fe

15

Reaksi pada anoda menghasilkan:

Fe(s) → Fe2+(aq) + 2e-..............................................................................................(9)

Fe2+(aq) + 2OH-

(aq) → Fe(OH)2(s)..........................................................................(10)

Reaksi pada katoda menghasilkan:

2H2O(l) + 2e- → H2(g) + 2OH-(aq)..........................................................................(11)

Secara Keseluruhan:

Fe(s) + 2H2O(l) → Fe(OH)2(s) + H2(g)....................................................................(12)

Fe(OH)n(s) yang terbentuk tetap berada pada air limbah sebagai suspensi,

yang dapat menghilangkan polutan dengan kompleksasi atau dengan daya tarik

elektrostatik, yang kemudian diikuti dengan terjadinya koagulasi.

Mekanisme Penyisihan Polutan pada Proses Elektrokoagulasi

Mekanisme penyisihan polutan pada limbah cair dengan proses

elektrokoagulasi dapat terjadi bergantung pada karakteristik polutannya.

Mekanisme yang biasa terjadi adalah destabilisasi, kompleksasi, daya tarik

elektrostatik, adsorpsi, dan entrapsi. Partikel dalam air limbah memiliki lapisan

ganda elektrik yang terdiri dari lapisan dalam dimana lapisan ini terbentuk dari

muatan yang berlawanan dengan muatan partikel dan lapisan luar dimana pada

lapisan ini ion-ion bergerak keluar masuk lapisan dengan proses difusi. Lapisan

antara lapisan dalam dan lapisan luar disebut shear surface (Moussa et al., 2017).

16

Gambar 2. Lapisan Elektrik pada Partikel Dalam Air Limbah

(Moussa et al., 2017)

Proses destabilisasi terjadi ketika ion kontra yang dihasilkan oleh elektroda

terdifusi kedalam lapisan ganda elektrik partikel. Ion kontra yang terdifusi

mengakibatkan penipisan lapisan ganda elektrik partikel sehingga menurunkan

gaya tolak antar partikel. Penurunan gaya tolak antar partikel mengakibatkan

polutan mudah untuk bergabung membentuk flok. Polutan berperan sebagai ligan

dan membentuk ikatan kompleksasi bersama dengan koagulan menghasilkan

permukaan kompleks. Superior agregat terbentuk dan kemudian mengendap setelah

kompleksasi. Polutan tersapu oleh koagulan dan terjebak dalam mekanisme

entrapsi. Proses ini terjadi pada kondisi dimana koagulan yang terdapat pada air

limbah jumlahnya banyak. Mekanisme terakhir adalah adsorpsi, yang memiliki

sedikit perbedaan dengan proses entrapsi. Proses fisika terjadi dalam mekanisme

entrapsi dimana polutan tersapu oleh koagulan dan terjebak. Proses fisika-kimia

terjadi dalam mekanisme adsorpsi dimana polutan terserap kedalam koagulan

(Garcia-Segura et al., 2017).

17

2.4 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Elektrokoagulasi

Beberapa faktor yang mempengaruhi proses elektrokoagulasi yaitu

elektroda, susnan elektroda, densitas arus listrik, temperatur, konduktivitas dan

elektrolit pendukung.

2.4.1 Elektroda

Elektroda dalam proses elektrolisis merupakan salah satu alat untuk

menghantarkan atau menyampaikan arus listrik ke dalam larutan agar larutan

tersebut terjadi reaksi (perubahan kimia). Elektroda tempat terjadi reaksi reduksi

disebut katoda, sedangkan tempat terjadinya reaksi oksidasi disebut anoda

(Suwanto et al., 2017). Elektroda yang biasa digunakan pada proses

elektrokoagulasi adalah Fe dan Al. Elektroda Fe dan Al banyak digunakan karena

pertimbangan tersedia dipasaran, harganya yang relatif murah, dan kemampuan

terlarut yang tinggi (Sahu et al., 2014). Fe Umumnya digunakan untuk pengolahan

air limbah sedangkan Al digunakan untuk pengolahan air bersih karena terdapat

jumlah ion logam tertentu yang dibutuhkan untuk menghilangkan polutan dan harga

Fe relatif lebih murah dipasaran. Aluminium juga biasa digunakan pada pengolahan

air limbah dengan kombinasi plat besi ataupun tanpa kombinasi. Jika ion Ca2+ dan

Mg2+ pada air limbah banyak, maka disarankan katoda yang digunakan berjenis

stainless steel (Liu et al., 2010).

Pasifasi elektroda sering terjadi saat proses elektrokoagulasi dimana terdapat

lapisan yang menghambat pelarutan logam pada anoda sehingga mengurangi

efisiensi penyisihan polutan. Merubah posisi elektroda secara berkala dapat

mengatasi hal tersebut. Penambahan anion juga dapat memperlambat efek pasifasi

18

elektroda. Urutan anion yang dapat digunakan untuk menghambat pasifasi

elektroda yaitu: Cl- > Br- > I- > F- > Cl- > ClO4- > OH- dan SO4

2- (Liu et al., 2010).

2.4.2 Susunan Elektroda

Jarak antar plat elektroda mempengaruhi proses elektrokoagulasi. Semakin

dekat jarak antar elektroda maka lintasan perputaran arus listrik semakin banyak.

Semakin jauh jarak antar elektroda maka lintasan perputaran arus listrik semakin

sedikit (Novie et al., 2016). Proses pengolahan air limbah menggunakan metode

elektrokoagulasi, biasanya digunakan lebih dari 2 pasang elektroda untuk mencapai

hasil maksimal. Terdapat dua jenis sistem sambungan listrik pada elektroda, yaitu

sistem monopolar dan sistem bipolar.

Gambar 3. Sistem Monopolar dan Sistem Bipolar pada Proses Elektrokoagulasi

(Liu et al., 2010)

Sistem monopolar sacrificial electrodes juga diberi sambungan listrik,

sehingga tiap pasang plat memiliki muatan positif (katoda) dan muatan negatif

(anoda). Sistem bipolar, sacrificial electrodes ditempatkan diantara sepasang

elektroda tanpa sambungan listrik. Sepasang elektroda tersebut diberi sambungan

listrik sedangkan sacrificial electrodes tidak diberi sambungan listrik. Hal ini

membuat dalam satu plat elektroda, terdapat dua muatan, yaitu muatan positif

(katoda) dan muatan negatif (anoda) (Liu et al., 2010).

19

2.4.3 Densitas Arus Listrik

Densitas arus listrik tidak hanya mempengaruhi waktu respon pada proses

elektrokoagulasi tetapi juga mempengaruhi jenis penyisihan polutan. Pelarutan

logam pada anoda meningkat pada densitas arus yang tinggi sehingga produksi

hidroksi-kation kompleks ikut meningkat dan membuat penyisihan COD dan warna

meningkat juga. Densitas arus yang tinggi tidak menunjukkan efisiensi proses yang

tinggi. Perlu diperhitungkan biaya operasional dan juga faktor lain seperti pH, suhu,

debit, dan lainnya (Liu et al., 2010).

Arus listrik pada sistem elektrokoagulasi menunjukkan jumlah ion logam

yang dilepas dari elektroda. Aluminium memiliki massa ekuivalen elektrokimia

sebesar 335,6 mg/(A.h). Besi memilki massa ekuivalen elektrokimia sebesar 1041,0

mg/(A.h). Pengoperasian sistem elektrokoagulasi untuk waktu yang lama tanpa

pemeliharaan, densitas arus disarankan pada kisaran 20–25 A/m2, dengan

pengecualian pengukuran dilakukan saat pembersihan permukaan plat elektoda.

Efisiensi arus didefinisikan sebagai rasio antara arus yang dikonsumsi untuk

menghasilkan produk yang diinginkan dengan total konsumsi arus (Sahu et al.,

2014).

2.4.4 Temperatur

Suhu air juga mempengaruhi proses elektrokoagulasi. Efisiensi arus listrik

pada elektroda aluminium naik dengan cepat pada kenaikan suhu dari 2 sampai

dengan 30°C. Kenaikan suhu dapat mempercepat reaksi destruktif pada membran

oksida dan menaikkan efisiensi arus listrik. Ketika suhu air melebihi 60°C, efisiensi

arus listrik mulai menurun dan volume koagulan Al(OH)3 akan menurun juga (Liu

et al., 2010). Kenaikan suhu juga meningkatkan aktivitas penghancuran lapisan

oksida aluminium pada permukaan elektroda. Penurunan pori-pori pada gel

20

Al(OH)3 terjadi ketika suhu terlalu tinggi yang membuat flok menempel pada

permukaan elektroda (Chen, 2004). Kenaikan suhu memiliki efek positif dan efek

negatif terhadap efisiensi penyisihan air limbah. Terdapat kemungkinan bahwa

pengaruh suhu terhadap efisiensi penyisihan bergantung pada mekanisme

penyisihan polutan (Sahu et al., 2014).

2.4.5 Konduktivitas

Kekuatan ion dapat ditingkatkan dengan menaikkan densitas arus listrik pada

tegangan yang sama, atau menurunkan tegangan listrik dengan menaikkan

konduktivitas pada densitas arus yang konstan. Konduktivitas larutan bergantung

pada jenis dan konsentrasi larutan elektrolit. Ada beberapa jenis larutan diantaranya

NaCl, BaCl2, KCl, Na2SO4, dan KI. NaCl umumnya digunakan untuk menaikkan

konduktivitas pada air (Sahu et al., 2014).

Penambahan Cl- juga dapat menurunkan efek negatif CO32- dan SO4

2-.

Kehadiran CO32- dan SO4

2- mengakibatkan deposisi ion Ca2+ dan Mg2+ sehingga

membentuk lapisan oksida yang mengakibatkan penurunan efisiensi arus listrik.

Disarankan untuk meningkatkan efisiensi proses elektrokoagulasi dengan larutan

elektrolit yang mengandung Cl- lebih dari 200 mg/dm3 (Holt et al., 2002).

2.4.6 Elektrolit Pendukung

Elektrolit merupakan zat yang dapat menghantarkan arus listrik ketika

dilarutkan kedalam air. Ketika elektrolit dilarutkan ke dalam air maka akan

membentuk kation dan anion. Kation akan tertarik ke elektroda negatif (anoda) dan

anion akan tertarik ke elektroda positif (katoda), pergerakan ini menghasilkan arus

listrik yang setara dengan aliran elektron sepanjang kabel logam (Chang, 2010).

Elektrolit pendukung terdiri dari anion dan kation yang terdapat dalam air

limbah yang akan diolah atau yang ditambahkan untuk mendapatkan konduktivitas

21

yang cukup di dalam medium. Elektrolit pendukung memiliki efek yang cukup

besar terhadap pelarutan logam, penurunan nilai ohmi, tegangan, serta konsumsi

energi, dan fenomena permukaan elektroda yang terjadi antara polutan dan

hidroksida logam (Izquierdo et al., 2010).

Elektroda aluminium dapat larut dengan efisiensi tinggi menggunakan

elektrolit NaCl, Na2SO4, NaNO3, KCl, K2SO4, KNO3, NH4Cl, sedangkan elektroda

besi lebih efisien dengan elektrolit garam nitrat dan potassium sulfat. (Izquierdo et

al., 2010). Dilihat dari efek buffer amonium terhadap pH dan sifat korosif klorida,

NH4Cl dapat menjadi pilihan elektrolit pendukung untuk proses elektrokoagulasi

menggunakan elektroda aluminium (Trompette dan Vergnes 2009).

Elektrolit pendukung juga berfungsi untuk menghambat pasifasi pada plat

elektroda selain berfungsi untuk menambah daya hantar listrik pada air. Hal ini

membuat pelarutan ion logam menjadi maksimal sehingga meningkatkan efisiensi

penyisihan polutan. Namun, kelebihan ion Cl- pada air dapat mengakibatkan

efisiensi penyisihan polutan menurun. Hal ini karena kelebihan ion Cl- akan

mengganggu koagulasi polutan. Kelebihan ion Cl- akan membentuk senyawa

sementara, seperti Al(OH)2Cl, Al(OH)Cl2, dan AlCl3. Senyawa sementara ini

kemudian terlarut bersama kelebihan ion Cl-, membentuk AlCl4-, sehingga produksi

Al(OH)3 menurun dan mengakibatkan penurunan efisiensi penyisihan (Wang et al.,

2009).

2.5 Sel Surya

Sistem panel surya merupakan salah satu teknologi terbarukan dan

berkelanjutan untuk memproduksi listrik dengan memanfaatkan panel surya dan

22

sistem ini mudah dioperasikan dibandingkan dengan sumber energi lainnya. Sistem

panel surya menggunakan material photo-physical untuk menghasilkan listrik dari

foton pada sinar matahari. Sel surya biasanya berukuran kecil, dapat menghasilkan

60 sampai 200 Watt pada sinar matahari penuh, tergantung teknologi dan ukuran

panel surya (García-garcía et al., 2015). Sel surya (solar cell) disebut juga divais

photovoltaic. Prinsipnya divais sel surya mampu mengubah energi matahari

menjadi energi listrik secara langsung. Energi listrik yang dihasilkan adalah energi

listrik arus searah (DC). Secara umum struktur sebuah sel surya terdiri atas kontak

metal atas (kutub positif), lapisan anti refleksi (ARC), lapisan semikonduktor tipe

n, sambungan p-n (p-n junction), lapisan semikonduktor tipe p, dan kontak metal

bawah (kutub positif) (Musila dan Mbitu 2012).

Pertimbangan yang penting dalam desain sel surya adalah desain kontak

atas. Parameter kritis yang menentukan besar kehilangan daya akibat kontak atas

adalah tata letak kontak, resistivitas sheet, lapisan logam kontak dan lebar kontak

minimum yang diijinkan dengan teknologi yang digunakan. Kontak atas metal

sangat dibutuhkan untuk mengumpulkan arus yang dibawa oleh sel surya. Busbar

adalah bagian yang dihubungkan langsung dengan eksternal sel. Finger adalah

bagian (elemen) yang lebih halus dari busbar yang berfungsi untuk mengumpulkan

arus dan menyalurkannya ke busbar (Musila dan Mbitu 2012).

Panel surya memiliki kelebihan dalam hal masa pakai yang lebih panjang

dan biaya perawatan yang rendah. Panel surya dapat menghasilkan arus searah yang

tinggi ketika dipaparkan pada sinar matahari. Panel surya juga dapat dipasang

secara seri atau paralel untuk mendapat arus dan tegangan yang tinggi. Panel surya

dapat dipasang pada wilayah yang memiliki akses listrik ataupun tidak memiliki

23

akses listrik, yang mana sangat memudahkan konsumen. Lebih dari itu, panel surya

dapat menyediakan muatan tanpa membutuhkan peralatan tambahan seperti

transformers dan baterai (Zhang et al., 2013).

2.6 Spektrofotometri UV-Vis

Spektrofotometri UV-Vis adalah bagian dari teknik analisis spektroskopi

dengan sumber radiasi elektromagnetik berupa sinar ultra violet dekat (190-380

nm) dan sinar tampak (380-780 nm) dengan memakai instrumen spektrofotometer

(Mulja dan Suharman, 1995). Spektrofotometer UV-Vis merupakan pengukuran

panjang gelombang dan intensitas sinar ultraviolet dan sinar tampak yang

diabsorbsi oleh sampel. Sinar ultraviolet dan sinar tampak memiliki energi yang

cukup untuk mempromosikan elektron pada kulit terluar (elektron valensi) ke

tingkat energi yang lebih tinggi. Spektroskopi UV-Vis biasanya digunakan untuk

molekul dan ion anorganik atau kompleks di dalam larutan (Dachriyanus, 2004).

Metode Spektrofotometri Ultra-Violet dan Sinar Tampak banyak diterapkan untuk

penetapan senyawa-senyawa organik dalam jumlah yang sangat kecil (Skoog dan

West, 1971).

Gambar 4. Skema Alat Spektrofotometer UV-Vis single-beam

(Harvey, 2000)

24

Sumber cahaya spektrofotometer UV-Vis menggunakan lampu Hidrogen

atau Deuterium untuk pengukuran UV dan lampu tungsten untuk pengukuran pada

cahaya tampak. Panjang gelombang dari sumber cahaya akan dibagi oleh adanya

pemisah panjang gelombang (wavelength separator) yaitu monokromator atau

prisma. Spektrum didapatkan dengan cara scanning oleh wavelength separator,

sedangkan pengukuran kuantitatif didapatkan dari spektrum atau pada panjang

gelombang tertentu. Berdasarkan hukum Lambert-Beer, konsentrasi dari analit di

dalam larutan bisa ditentukan dengan mengukur absorbansi pada panjang

gelombang tertentu (Dachriyanus, 2004).

2.7 FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy)

Spektroskopi infra merah (IR) adalah spektroskopi yang didasarkan pada

vibrasi suatu molekul. Spektroskopi inframerah merupakan suatu metode yang

mengamati interaksi molekul dengan radiasi elektromagnetik yang berada pada

daerah panjang gelombang 0.75 - 1.000 µm .

Prinsip kerja spektrofotometer infra merah adalah sama dengan

spektrofotometer yang lainnya yakni interaksi energi dengan suatu materi.

Spektroskopi inframerah berfokus pada radiasi elektromagnetik pada rentang

frekuensi 400-4000 cm-1, di mana cm-1 yang dikenal sebagai wavenumber

(1/wavelength), yang merupakan ukuran unit untuk frekuensi. Radiasi yang

mengandung semua frekuensi di wilayah IR dilewatkan melalui sampel untuk

menghasilkan spektrum inframerah. Frekuensi yang diserap muncul sebagai

penurunan sinyal yang terdeteksi.

25

Spektroskopi inframerah sangat berguna untuk analisis kualitatif

(identifikasi) dari senyawa organik karena spektrum yang unik yang dihasilkan oleh

setiap organik zat dengan puncak struktural yang sesuai dengan fitur yang berbeda.

Selain itu, masing-masing kelompok fungsional menyerap sinar inframerah pada

frekuensi yang unik. Contoh sebuah gugus karbonil, C=O, selalu menyerap sinar

inframerah pada 1670-1780 cm-1 (Silverstein, 2002).

Inframerah merupakan radiasi elektomagnetik dari suatu panjang

gelombang yang lebih panjang dari gelombang tampak tetapi lebih panjang dari

gelombang mikro. Spestroskopi inframerah merupakan salah satu teknik

spektroskopi yang didasarkan pada penyerapan inframerah oleh senyawa. Karena

spectrum IR memiliki panjang gelombang yang lebih panjang dari panjang

gelombang yang lain maka energi yang dihasilkan oleh spectrum ini lebih kecil dan

hanya mampu menyebabkan vibrasi atom-atom pada senyawa yang menyerapnya.

Daerah radisai sinar inframerah terbagi menjadi 3, yaitu daerah IR dekat (13000-

4000 cm-1), daerah IR tengah (4000-200 cm-1) dan daerah IR jauh (200-10 cm-1)

(Earnshaw A, 1997).

Gambar 5. Skema FTIR (Suseno dan Firdausi, 2008).

Setiap molekul memiliki harga energi tertentu. Tingkatan energi di dalam

molekul itu akan tereksitasi ketingkatan energi yang lebih tinggi bila suatu senyawa

26

menyerap energi dari sinar IR. Sesuai dengan energi yang diserap maka yang akan

terjadi pada molekul itu adalah perubahan energi vibrasi yang diikuti dengan

perubahan energi rotasi. Interksi ini terjadi dengan syarat adnya perubahan momen

dipol sebagai akibat dari vibrasi. Radiasi medan listrik akan berinteraksi dengan

molekul dan akan menyebabkan perubahan amplitudo salah satu gerakan molekul.

Selain itu energi yang dihasilkan oleh sinar IR harus sesuai dengan energi yang

dibutuhkan oleh atom untuk bervibrasi. Senyawa seperti O2 dan N2 tidak memiliki

perubahan momen dipole dalam vibrasinya sehingga tidak dapst mengadsorpsi

sinar IR (Earnshaw, 1997).

27

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1 Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian ini telah dilakukan dari bulan Februari 2019 sampai dengan

Agustus 2019 di Laboratorium Lingkungan Pusat Penelitian Kimia, LIPI,

PUSPIPTEK, Serpong, Tangerang Selatang, Banten, Indonesia.

3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Alat

Peralatan yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah alat-alat gelas,

oven, penangas minyak, Consort multiparameter analyser, vortex, neraca analitik,

kertas saring whattman diamter 55 mm dan 100 circles, micro pipette, macro

pipette, micro tube, oven “memmert”, desikator “Normax”, termometer “toledo”,

reaktor elektrokoagulasi dengan 6 buah plat aluminium yang dirancang dalam

wadah kaca, panel surya, spektrofotometer UV-Vis Agilent Technologies Cary 60

dan Spektroskopi Inframerah Fourier Transform (FTIR) Shimadzu, IR Prestige-21.

3.2.2 Bahan

Bahan yang akan digunakan adalah limbah cair tepung mocaf UKM Bogor,

asam sulfat pekat, larutan COD tinggi berupa Kalium Dikromat, Kalium Hidrogen

Ftalat, dan plat KBr.

28

3.3 Diagram Alir Penelitian

Tahapan proses pada penelitian ini ditunjukkan pada Gambar 6.

Gambar 6. Diagram Alir Penelitian

Limbah cair

tepung mocaf

Analisis suhu dan

parameter pH, TDS,

TSS, COD.

Analsis Gugus fungsi

dengan FTIR limbah

awal dan limbah

terbaik.

Elektrokoagulasi dengan panel surya

sebagai sumber energi listrik dengan

tegangan 24 V, pengambilan sampel

pada menit ke 5,10, 15, 20, 25 dan 30

dan penggunaan plat aluminium dengan

variasi jarak antar plat 1, 2 dan 3 cm.

Endapan Hasil

Proses

Elektrokoagulasi

Limbah cair tepung

mocaf hasil

elektrokoagulasi

29

3.4 Prosedur Penelitian

Tahapan penelitian yang dilakukan yaitu, analisis limbah awal,

elektrokoagulasi dan analisis limbah akhir hasil treatment.

3.4.1 Analisis Limbah Awal

1.Analisis COD (Chemical Oxygen Deman)(SNI-066989.2:2009)

a. Pembuatan Larutan Digestion / COD Tinggi

K2Cr2O7 yang telah dikeringkan pada suhu 150 0C selama 2 jam dan

ditimbang 1,022 gram kemudian dilarutkan ke dalam 500 mL akuades.

Ditambahkan 167 mL H2SO4 pekat dan 33,3 gram HgSO4 dan diencerkan dalam

1000 mL.

b. Proses Digestion

Larutan uji diambil sebanyak 2,5 ml kemudian ditambahkan larutan digestion

1,5 mL dan larutan perekasi asam sulfat 3,5 ml yang dimasukkan ke dalam tabung

tertutup dan dikocok hingga homogen. Tabung tersebut diletakkan pada pemanas

bersuhu 150 0C dan didinginkan.

c. Pembuatan Kurva Kalibrasi

Serapan masing-masing larutan kerja diukur pada panjang gelombang 600

nm dan buat kurva kalibrasi dengan koefisien regresi linear (r) <0,995.

d. Pengujian COD

Larutan uji didinginkan perlahan-lahan sampai suhu ruang untuk mencegah

terbentuknya endapan, sesekali tutup wadah dibuka untuk mencegah adanya

tekanan gas. Suspensi akan mengendap dan pastikan bagian yang akan diukur

benar-benar jernih. Diukur serapan pada panjang gelombang 600 nm dan dihitung

kadar COD berdasarkan linier kurva kalibrasi dengan perhitungan berikut :

30

Kadar COD (mg O2/L) = C x f............................................................................(13)

Keterangan :

C = Nilai COD contoh uji, dinyatakan dalam (mg/L)

F = Faktor pengenceran

e. Pembuatan standar dan pengenceran sampel

Larutan standar dibuat dari 0,085 gram padatan KHP dan penambahan

aquadest hingga 100 ml. Dibuat variasi konsentrasi 10 ppm, 150 ppm dan 250 ppm

dengan mengencerkan 0,2 ml; 3 ml dan 5 ml larutan induk KHP 1000 ppm dalam

10 ml larutan dengan pelarut aquadest. Sampel limbah cair tepung mocaf dilakukan

pengenceran 50 kali dalam 10 ml dengan gravimetri.

2. Analisis TDS (Total Dissolve Solid) dan pH (Puissance de Hydrogen) (Manual

Book Benchtop Multiparameter)

TDS dan pH diukur menggunakan alat multi-parameter analyser dengan

mencelupkan detektor pH dan TDS ke dalam larutan sampel. Hasil ditampilkan

pada output digital.

3. Analisis TSS (Total Suspended Solid) (SNI 06-6989.3:2004)

Cawan untuk alas kertas saring dibilas etanol agar steril dari pengotor.

Kertas saring whatman dengan ukuran diameter 55 mm dan 100 circles ditimbang

dengan timbangan analitik, kemudian dibilas dengan aquadest. Kertas saring dioven

selama 1 jam, kemudian didinginkan dalam desikator dan ditimbang. Kertas saring

kembali dioven dan ditimbang sampai beratnya stabil dengan selisih 0,0004 gram.

Dilakukan penyaringan 10 mL sampel dengan kertas saring tersebut. Kertas saring

yang mengandung padatan sampel di oven dan ditimbang hingga didapatkan berat

stabil 0,0004 gram, kemudian dimasukan kedalam rumus.

31

mg TSS per liter = (A – B) x 1000

volume contoh uji (ml)..............................................(14)

A = Berat kertas saring + residu kering (mg)

B = Berat kertas saring (mg)

5. Analisis Gugus Fungsi denganFTIR (ASTM, 2016)

Analisis gugus fungsi limbah cair tepung mocaf menggunakan FTIR.

Limbah cair tepung mocaf diuapkan terlebih dahulu dalam cawan menggunakan

oven hingga kering dan didapatkan padatan. Padatan hasil penguapan dicampurkan

dengan serbuk KBr sampai homogen dengan penekan hidrolitik dan menjadi pelet

yang transparan kemudian dimasukkan ke dalam plat dan dianalisis pada bilangan

gelombang 4500-400 cm-1.

3.4.2 Elektrokoagulasi dan Analisis Limbah Akhir

Alat elektrokoagulasi berupa wadah kaca, plat aluminium yang disusun

secara monopolar dan dihubungkan dengan sumber tegangan. Sumber tegangan

berupa panel surya dengan tegangan 24 V. Sebanyak 2,5 L limbah cair tepung

mocaf dimasukkan ke dalam reaktor elektrokoagulasi yang terdiri dari 6 plat

elektroda alumunium. Elektrokoagulasi dilakukan selama 30 menit. Sampling

dilakukan setiap 5 menit dan diukur suhunya. Dilakukan variasi jarak antar plat 1

cm, 2 cm dan 3 cm.

Gambar 7. Skema Reaktor Elektrokoagulasi (Muryanto et al., 2018).

32

Limbah hasil proses elektrokoagulasi dengan varisi jarak antar plat

dipisahkan dari endapan dan dilakukan analisis berdasarkan parameter pH, TDS,

COD dan TSS. Analisis gugus fungsi FTIR dilakukan pada hasil limbah

elektrokoagulasi terbaik di antara jarak antar plat 1 cm, 2 cm dan 3 cm berdasarkan

parameter pH, TDS, COD dan TSS.

33

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Karakterisitik Awal Limbah Cair Tepung Mocaf

Limbah cair tepung mocaf berasal dari cairan hasil proses pembuatan

tepung mocaf. Pembuatan tepung mocaf dari tepung ubi kayu atau singkong yang

dibuat dengan menggunakan prinsip modifikasi ubi kayu secara fermentasi bakteri

asam laktat (Subagyo, 2006). Menurut Keputusan Menteri Negara Lingkungan

Hidup Nomor : KEP-51/MENLH/10/1995. Industri mocaf menghasilkan limbah

cair dengan karakteristik yang melebihi beberapa baku mutu limbah cair,

berdasarkan parameter limbah cair tepung Mocaf terdiri dari pH, COD, TDS, dan

TSS. Sampel limbah cair tepung mocaf yang akan dielektrokoagulasi memiliki pH,

COD, TDS dan TSS limbah yang disajikan pada tabel 3.

Tabel 3. Karakteristik Awal Limbah Cair Tepung Mocaf

pH COD (mg/l) TDS (mg/l) TSS (mg/l)

Limbah Awal

Baku Mutu

4,62 ± 0,09

6-9

4532,61 ± 307,70

<300

1520,5 ± 0,70

<1000

540

<100

Karakteristik limbah cair tepung mocaf sebelum proses elektrokoagulasi

(tabel 3) tidak sesuai dengan baku mutu menurut peraturan Menteri Lingkungan

Hidup Republik Indonesia No. 5 Tahun 2014 tentang Baku Mutu Air Limbah dan

Menurut Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor 20 Tahun 1990 batas

maksimum TDS air golongan A.

Kandungan organik yang tinggi dapat menciptakan kondisi anaerobik yang

menghasilkan senyawa-senyawa toksik dan menimbulkan bau. Kondisi tersebut

dapat menciptakan lingkungan bagi pertumbuhan kuman penyakit (Kaswinarni

2007). Proses elektrokoagulasi dilakukan untuk mengolah limbah cair tepung

34

mocaf tersebut. Variasi waktu dan jarak antar plat digunakan untuk mengetahui

efektifitasnya dalam menaikan pH serta menurunkuan kandungan TDS, COD dan

TSS dari limbah cair tepung mocaf.

4.2 Karakteristik Limbah Cair Hasil Elektrokoagulasi.

4.2.1 Derajat Keasaman (pH)

Limbah cair tepung mocaf hasil elektrokoagulasi diukur besaran pH nya

menggunakan alat multi-parameter analyser dengan mencelupkan detektor pH ke

dalam larutan sampel. pH limbah cair memiliki pengaruh yang besar terhadap

proses elektrokoagulasi. Salah satu parameter kunci pada proses elektrokoagulasi

merupakan pH pada limbah cair yang akan diolah. pH juga memberikan efek

terhadap konduktivitas pada limbah cair, pelarutan elektroda, pembentukan

hidroksida, dan juga zeta potensial partikel koloid (Sahu et al., 2014). Hasil

pengukuran pH disajikan pada gambar 8.

Gambar 8. Grafik Pengukuran pH Limbah Cair Tepung Mocaf Hasil

Elektrokoagulasi

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

0 5 10 15 20 25 30

pH

Waktu (menit)

Plat 1 cm Plat 2 cm Plat 3 cm

35

Gambar 8 menunjukan pH mengalami kenaikan pada waktu maksimum menit

30. Semakin lama waktu elektokoagulasi semakin menaikan pH limbah cair tepung

mocaf. Analisis kenaikan pH dan suhu dapat dilihat pada lampiran 2. Limbah cair

tepung mocaf memiliki pH awal sebesar 4,62 dengan suhu awal 25,2 o C; pada jarak

antar plat 3 cm memiliki pH optimum sebesar 8,01 dengan suhu 74,4o C; jarak antar

plat 2 cm memiliki pH optimum sebesar 6,04 dengan suhu 62,5 o C dan Jarak antar

plat 1 cm memiliki pH optimum sebesar 8,2 dengan suhu 79,2 o C. Kenaikan pH

pada penelitian ini tidak jauh berbeda dibandingkan menggunakan koagulan biji

kelor dengan pH akhir 8 (Novita et al., 2016).

Besarnya pH dari setiap variasi jarak antar plat telah memenuhi baku mutu

air limbah menurut peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia No.

5 Tahun 2014 tentang Baku Mutu Air Limbah dengan pH 6-9 dan pH terbaik pada

variasi jarak antar plat 1 cm sebesar 8,2. Kenaikan suhu yang terjadi dapat

mempercepat pergerakan ion-ion dan partikulat-partikulat didalam air. Reaksi

destruktif lapisan oksida dan efisiensi arus juga naik pada suhu yang tinggi (Liu et

al., 2010). Suhu yang terlalu tinggi dapat mengakibatkan berkurangnya solubilitas

aluminium dan juga menurunkan efisiensi arus (Sahu et al., 2014).

Keasaman pH limbah cair tepung mocaf disebabkan oleh senyawa asam

berupa HCN dan senyawa organik dapat berupa protein, pati dan lemak. Zat organik

ini dapat terdekomposisi yang menghasilkan suasana asam pada air limbah

(Kaswinarni 2007). Semakin banyak ion hidroksida yang terbentuk dalam proses

elektrokoagulasi, semakin besar peningkatan pH nya. Ion hidroksida terbentuk dari

proses pemecahan molekul air pada katoda. Reaksi pembentukan ion hidroksida

dapat digambarkan berikut ini (Mollah et al., 2001):

36

2H2O(l) + 2e- → 2H2(g) + 2OH- ..................................................................(15)

Kenaikan pH pada proses elektrokoagulasi limbah cair tepung mocaf dapat

disebabkan juga oleh menurunnya konsentrasi zat organiknya. Konsentrasi zat

organik menurun seiring dengan terbentuknya flok-flok. Zat organik terlarut yang

ada pada air limbah diserap menjadi flok-flok tersebut (Suwanto et al., 2017).

4.2.2 Total dissolved solid (TDS)

Limbah cair tepung mocaf hasil elektrokoagulasi kemudian diukur TDS

menggunakan alat multi-parameter analyser dengan mencelupkan detektor TDS ke

dalam larutan sampel. Hasil pengukuran TDS limbah cair tepung mocaf hasil proses

elektrokoagulasi dapat dilihat pada gambar 9.

Gambar 9. Pengukuran TDS Limbah Cair Tepung Mocaf Hasil

Elektrokoagulasi

Hasil pengukuran TDS limbah cair tepung mocaf hasil elektrokoagulasi

seperti tersaji pada gambar 9 mengalami penurunan. Analisis lengkap penurunan

TDS ditunjukan pada lampiran 2. Konsentrasi TDS limbah cair tepung mocaf yang

awalnya sebesar 1520,5 mg/l mengalami penurunan pada setiap variasi jarak antar

plat. Plat 3 cm memiliki konsentrasi TDS sebesar 911 mg/l, plat 2 cm memiliki

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

0 5 10 15 20 25 30

TD

S

Konse

ntr

asi

(mg/l

)

Waktu (menit)

Plat 1 cm Plat 2 cm Plat 3 cm

37

konsentrasi TDS sebesar 1167,5 mg/l dan plat 1 cm memiliki konsentrasi TDS

sebesar 906 mg/l. Kandungan TDS ini masih lebih tinggi dibandingkan

menggunakan koagulan biji kelor dengan dosis TDS sebesar 850 mg/l (Novita et

al., 2016).

Senyawa organik yang tersisihkan pada analisis TDS ini dapat berupa

protein sederhana terlarut, karbohidrat sederhana dan mineral mineral terlarut.

Penyisihan TDS pada plat 2 cm tidak memenuhi baku mutu disebabkan karena

pengeluaran arus dari baterai yang sedikit, perbedaannya dapat dilihat pada

lampiran 1. Plat 1 cm menjadi plat paling optimum dalam menurunkan TDS dan

memenuhi baku mutu Menurut Peraturan Pemerintah Republik Indonesia Nomor

20 Tahun 1990 batas maksimum TDS air golongan A sebesar 1000 mg/l.

4.2.3 Chemical Oxygen Demand (COD)

Pengukuran COD dilakukan pada limbah dengan pengenceran sebanyak 0,2

ml dan ditambahkan aquadest hingga 10 ml. Limbah hasil pengenceran

ditambahkan 1,5 ml larutan COD tinggi dan 3,5 ml H2SO4 kemudian dipanaskan

dengan suhu 150 oC selama 1,5 jam. Larutan yang sudah dingin diukur

menggunakan spektrofotometer Uv-vis dengan panjang gelombang 600 nm. Hasil

pengukuran COD tersaji pada gambar 10.

38

Gambar 10. Pengukuran COD Limbah Cair Tepung Mocaf Hasil

Elektrokoagulasi

Hasil COD awal sebesar 4532,61 mg/l mengalami penurun di setiap variasi

jarak antar plat dan waktu paling optimum pada menit ke 30. Hasil elektrokoagulasi

limbah cair tepung mocaf pada variasi plat 3 cm memiliki hasil COD sebesar 2928

mg/l atau penysihan sebesar 35,40 %, pada variasi plat 2cm memiliki hasil COD

sebesar 2431,6 mg/l atau penyisihan sebesar 46,35 % dan pada variasi plat 1 cm

memiliki hasil COD sebesar 1294,18 mg/l atau penyisihan sebesar 71,44 %. Hasil

penyisihan COD paling optimum ditunjukan pada variasi jarak antar plat 1 cm.

Perhitungan standar dan COD ditunjukan pada lampiran 3 dan 4. Penyisihan ini

lebih baik dibandingkan menggunakan koagulan biji kelor dengan penyisihan COD

sebesar 32,55% (Novita et al., 2016), meskipun belum memenuhi baku mutu

menurut peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia No. 5 Tahun

2014 tentang Baku Mutu Air COD sebesar 300 mg/l.

Penurunan kandungan COD sesuai dengan penelitian yang dilakukan

Asselin et al., (2008) dimana pada awal proses, senyawa organik dihilangkan

dengan reduksi katodik. Secara visual partikel organik terlihat bergerak dan

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

5000

0 5 10 15 20 25 30

CO

D

Konse

ntr

asi

(mg/l

)

Waktu (menit)

Plat 1 cm Plat 2 cm Plat 3 cm

39

terdeposisi. Proses destabilisasi senyawa organik juga terjadi akibat adanya ion Al3+

yang terlarut pada air limbah. Ion Al ini berasal dari peluruhan plat anoda akibat

adanya aliran listrik. Destabilisasi polutan organik terjadi ketika anoda

menghasilkan ion logam yang berfungsi sebagai ion kontra yang akan menurunkan

ketebalan lapisan ganda elektrik polutan organik sehingga menurunkan gaya tolak

antar partikel pada proses elektrokoagulasi. Penurunan gaya tolak antar partikel

membuat partikel mudah untuk membentuk flok dan mengendap (Moussa et al.,

2017).

Proses elektrokoagulasi ini dapat dijabarkan dengan reaksi dibawah ini :

Reaksi Pada Katoda :

Pada katoda terjadi proses reduksi yang menghasilkan gas hidrogen dan hidroksida.

3H2O + 3e− → 3/2H2(g) +3OH(aq)− .......................................................................(16)

Reaksi pada Anoda:

Pada anoda akan terjadi proses oksidasi yang menghasilkan Al3 +

Al(s) → Al(aq)3+ + 3e−............................................................................................(17)

Dalam cairan :

Al3+(aq) + 3H2O → Al(OH)3(s) + 3H+

(aq).........................................................(18)

(Novie et al., 2016).

Pembentukan flok-flok menjadi ukuran yang lebih besar membutuhkan

waktu yang lama (Wang et al., 2009). Flok yang terbentuk akan menyerap zat

organik terlarut sehingga membuat kandungan COD pada air limbah menjadi

berkurang. Penelitian yang dilakukan Moussa et al., (2017) menjelaskan bahwa

proses penyisihan polutan organik dilakukan melalui beberapa mekanisme, yaitu

destabilisasi, kompleksasi, entrapment dan adsorpsi. Polutan organik berfungsi

40

sebagai ligan pada tahap kompleksasi. Polutan organik ini akan bergerak menuju

koagulan Al(OH)3 sesuai dengan gugus fungsionalnya dan mengendap. Berikut

adalah reaksi yang terjadi pada mekanisme kompleksasi (Garcia-Segura et al.,

2017):

Senyawa Organik + (HO)OAl(s) → Senyawa Organik-OAl(s) + H2O .................(17)

Molekul organik akan terjebak pada koagulan hidroksi-logam dengan

mekanisme penyapuan pada mekanisme entrapment. Proses ini terjadi ketika

koagulan yang terbentuk pada air limbah sudah banyak. Mekanisme terkahir adalah

adsorpsi, adsorpsi berbeda dengan proses entrapment. Mekansime fisika , terjadi

pada proses entrapment dimana molekul organik secara fisik tersapu dan terjebak

pada koagulan. Mekanisme yang terjadi pada proses adsorpsi adalah fisika-kimia

dimana molekul organik terserap kedalam koagulan. (Garcia-Segura et al., 2017).

4.2.4 Total Suspended Solid (TSS)

Sampel limbah cair hasil elektrokoagulasi yang dianalisis dari setiap variasi

jarak antar plat pada 0 menit; 5 menit; 15 menit dan 30 menit. Hasil pengukuran

kadar TSS (Total Solid Suspended) limbah cair tepung mocaf dapat dilihat pada

gambar 11.

41

Gambar 11. Pengukuran TSS Limbah Cair Tepung Mocaf Hasil

Elektrokoagulasi

Hasil TSS awal sebesar 540 mg/l mengalami penurun di setiap variasi jarak

antar plat dan waktu maksimum pada menit ke 30. Penurunan TSS ditunjukan pada

lampiran 5. Air limbah awal proses elektrokoagulasi terlihat keruh dan juga terdapat

sedikit buih pada permukaan. Kekeruhan terjadi akibat dari pergerakan partikel-

partikel ketika proses awal baru berjalan. Buih yang terdapat pada permukaan

berasal dari katoda yang merubah senyawa air menjadi gas hidrogen yang naik ke

permukaan (Liu et al., 2010). Buih pada saat proses dapat dilihat pada gambar 13.

Gambar 12. Limbah Cair Tepung Mocaf Awal

0

100

200

300

400

500

600

0 5 10 15 20 25 30

TS

S

Konse

ntr

asi

(mg/l

)

Waktu (menit)

Plat 1 cm Plat 2 cm Plat 3 cm

42

Gambar 13. Limbah Cair Tepung Mocaf saat Proses Elektrokoagulasi

Penyisihan TSS limbah cair tepung mocaf pada variasi plat 3 cm memiliki

hasil sebesar 280 mg/l atau penurunan sebesar 48,15 %, pada variasi plat 2cm

memiliki hasil sebesar 270 mg/l atau penurunan sebesar 50 % dan pada variasi plat

1 cm memiliki hasil sebesar 230 mg/l atau penurunan sebesar 53,70 %. Hasil TSS

paling optimum ditunjukan pada variasi jarak antar plat 1 cm masih kurang

dibandingkan penyisihan TSS menggunakan koagulan biji kelor dengan penyisihan

sebesar 75,46 % (Novita et al., 2016), dan tidak memenuhi baku mutu menurut

Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia No. 5 Tahun 2014 tentang Baku

Mutu Air Limbah kurang dari 100 mg/l.

Penurunan konsentrasi TSS terjadi karena reaksi pembentukan ion Al3+ dan

proses destabilisasi partikel langsung terjadi pada awal proses (Asselin et al., 2008).

Dapat dibuktikan secara visual dengan melihat pergerakan partikel atau padatan

yang mulai mengendap dan membentuk flok pada proses elektrokogulasi.

Destabilisasi partikel senyawa organik berupa pati terjadi karena anoda

menghasilkan ion logam yang berfungsi sebagai ion kontra yang akan menurunkan

ketebalan lapisan ganda elektrik. Ikatan senyawa pada pati akan terdestabilisasi

sehingga menurunkan gaya tolak antar partikel pada proses elektrokoagulasi.

43

Penurunan gaya tolak antar partikel membuat partikel mudah untuk membentuk

flok dan mengendap (Moussa et al., 2017).

Faktor yang mempengaruhi TSS berupa bahan-bahan tersuspensi seperti

komponen hidup (fitoplankton, zooplankton dan bakteri) ), hal ini pada proses

pembuatan mocaf melibatkan bakteri asam laktat. Partikel partikel organik yang

terlarut pada perairan pun mempengaruhi konsentrasi TSS (Nontji, 1987).

Kandungan partikel organik yang berlebihan dapat meningkatkan kekeruhan

meskipun tidak bersifat toksik dan akan menghambat penetrasi cahaya matahari ke

dalam air yang akhirnya akan berpengaruh terhadap proses fotosintesis di perairan

(Effendi, 2003). Nilai padatan tersuspensi sebanding dengan nilai kekeruhan

apabila keduanya memiliki nilai yang tergolong tinggi. Hal ini dapat dikatakan

bahwa padatan tersuspensi berkorelasi positif terhadap kekeruhan, semakin tinggi

nilai padatan tersuspensi maka nilai kekeruhan semakin tinggi pula (Effendi, 2003).

4.3 Analisis Gugus Fungsi dengan FTIR

Analisis FTIR untuk mengetahui gugus fungsi yang terdapat limbah cair

tepung mocaf. Sampel yang dianalisis adalah sampel limbah cair tepung mocaf

sebelum diolah dan setelah diolah dengan proses elektrokoagulasi. Berikut adalah

gambar hasil analisis FTIR pada limbah cair industri tahu sebelum dan sesudah

dilakukan pengolahan.

44

Gambar 14. FTIR Limbah Cair Tepung Mocaf

Gambar 14 menunjukan perbedaan hasil analisis FTIR limbah cair tepung

mocaf dan limbah cair tepung mocaf hasil elektrokoagulasi terbaik pada plat 1 cm.

Berikut data puncak dan gugus fungsi hasil FTIR disajikan pada tabel 4.

Tabel 4. Perbandingan Hasil Analisis FTIR Limbah Cair Tepung Mocaf Sebelum

dan Sesudah Proses Elektrokoagulasi

No

Wave Number

Sebelum

Pengolahan (cm-1)

Gugus

Fungsi

Wave Number

Sesudah

Pengolahan (cm-1)

Gugus

Fungsi

1 1116,78 C-N 1114,86 C-N

2 1600,92 C=O 1585,49 C=O

3 2083,12 C≡N 2154,49 C≡N

4 2935,66 C-H 2933,73 C-H

5 3305,99 O-H 3288,63 O-H

Spektrum infra merah hasil analisis menunjukkan adanya lima buah puncak

spektrum yang mewakili gugus fungsi yang terdapat pada sampel limbah cair

tepung mocaf awal dan hasil elektrokoagulasi. Gugus fungsi yang ditunjukkan oleh

puncak spektrum kedua sampel tersebut antara lain O-H pada bilangan gelombang

O-H

C-H

C≡N

C=O

C-N

45

3305 cm-1 limbah awal dan 3288,63 cm-1 hasil elektrokoagulasi, C-H pada 2935.66

cm-1 limbah awal dan 2933,73 cm-1 hasil elektrokoagulasi, C≡N pada 2083,12 cm-

1 limbah awal dan 2154,49 cm-1 hasil elektrokoagulasi, C=O pada 1600,92 cm-1

limbah awal dan 1585,49 cm-1 hasil elektrokoagulasi, dan C-N pada 1116,78 cm-1

limbah awal dan 1114,86 cm-1 hasil elektrokoagulasi.

Hasil analisis gugus fungsi FTIR Limbah awal dan limbah hasil

elektrokoagulasi tidak memberikan perbedaan yang signifikan. Senyawa organik

dapat berupa karbohidrat, protein dan lemak dalam analisis COD dan TSS tidak

tersisihkan secara sempurna dan hanya menurunkan konsentrasinya saja.

Penyisihan COD dan TSS belum memenuhi baku matu menurut Menteri

Lingkungan Hidup Republik Indonesia No. 5 Tahun 2014 tentang Baku Mutu Air

Limbah meskipun memiliki presentase penyisihan yang besar.

4.4 Perbandingan Limbah Awal Tepung Mocaf dan Hasil

Elektrokoagulasi

Penelitian elektrokoagulasi limbah cair tepung mocaf dengan menggunakan

panel surya sebagai sumber energi berhasil dilakukan dalam pengolahannya dengan

beberapa parameter. Limbah cair tepung mocaf awal dan hasil elektrokoagulasi

menunjukan perbedaan yang signifikan pada parameter pH, TDS, COD dan TSS

dengan variasi jarak antar plat 1 cm, 2 cm dan 3 cm serta waktu maksimum 30

menit.

Proses elektrokoagulasi menghasilkan flok flok atau endapan hasil dari

destabilisasi. Senyawa yang terdestabilisasi berupa senyawa protein, pati danjuga

asam laktat hasil dari proses fermentasi bakteri dalam limbah cair tepung mocaf.

Kandungan limbah cair tepung mocaf tidak berbeda jauh dengan kandungan tepung

46

mocaf yang ditunjukan pada tabel 1. Kemungkinan terdapat kandungan senyawa

organik seperti protein, pati dan lemak serta kandungan sianida terlarut pada limbah

cair tepung mocaf sehingga dapat ditunjukan pada analisis gugus FTIR pada tabel

4. Destabilisasi partikel terjadi ketika anoda menghasilkan ion logam yang

berfungsi sebagai ion kontra yang akan menurunkan ketebalan lapisan ganda

partikel sehingga menurunkan gaya tolak antar partikel. Penurunan gaya tolak

antar partikel membuat partikel mudah untuk membentuk flok dan mengendap

(Moussa et al., 2017).

Partikel berfungsi sebagai ligan pada tahap kompleksasi. Partikel ini akan

bergerak menuju koagulan Al(OH)3 sesuai dengan gugus fungsionalnya dan

mengendap. Partikel akan terjebak pada koagulan hidroksi-logam dengan

mekanisme penyapuan pada mekanisme entrapment. Proses ini terjadi ketika

koagulan yang terbentuk pada air limbah sudah banyak (Garcia-Segura et al.,

2017). Perbandingan Limbah awal dan hasil elektrokoagulasi serta baku mutu

menurut peraturan Menteri Lingkungan Hidup Republik Indonesia No. 5 Tahun

2014 tentang Baku Mutu Air Limbah dan Peraturan Pemerintah Republik Indonesia

Nomor 20 Tahun 1990 disajikan pada tabel 5.

Tabel 5. Perbandingan Limbah Awal Tepung Mocaf dan Hasil Elektrokoagulasi

Parameter

Limbah

Awal

Limbah Hasil Elektrokoagulasi

Baku Mutu

Maksimum Plat

1 cm

Plat

2 cm

Plat

3 cm

pH 4,62 8,2 6,04 8,01 6-9

TDS (mg/l) 1520,5 906 1167,5 911 1000

COD (mg/l) 4532,61 1294,18 2431,6 2928 300

Efisiensi COD (%) - 32,18 39,59 74,66 -

TSS (mg/l) 540 280 270 230 100

Efisiensi TSS (%) - 48,15 50 53,70 -

47

Jarak plat antar elektroda mempengaruhi hasil elektrokoagulasi dalam

menaikan pH dan menurunkan kandungan TDS, COD dan TSS. Besarnya kuat arus

dan tegangan listrik yang diberikan mempengaruhi proses elektrokoagulasi.

Semakin besar kuat arus dan tegangan yang diberikan semakin banyak pula flok

yang dihasilkan yang dapat mengikat kontaminan yang terdapat pada air limbah.

Semakin dekat jarak antar elektroda maka penurunan konsentrasi TSS semakin

besar. Semakin jauh jarak antar elektroda makan lintasan perputaran arus listrik

semakin sedikit sehingga efisiensi proses penurunan konsentrasi TSS yang terjadi

semakin kecil (Novie et al., 2016).

48

BAB V

PENUTUP

5.1 Simpulan

Simpulan dari penelitian ini adalah

1. Waktu maksimum pada elektrokoagulasi limbah cair tepung mocaf

adalah 30 menit dan variasi jarak antar plat terbaik adalah 1 cm

berdasarkan kenaikan pH dan penyisihan kandungan TDS, COD dan TSS.

2. Elektrokoagulasi dengan panel surya sebagai sumber energi mampu

mempengaruhi kenaikan pH, penurunan TDS, penyisihan COD dan TSS

limbah cair tepung mocaf. Variasi jarak antar plat 1 cm merupakan plat

optimum dibandingkan dengan variasi jarak antar plat yang lainnya.

Memiliki kenaikan pH dari 4,62 menjadi 8,2; penurunan TDS dari 1520

mg/l menjadi 906 mg/l; penyisihan COD dengan efisiensi sebesar 71,44%

dan penyisihan TSS dengan efisiensi sebesar 53,7%.

5.2 Saran

Lamanya waktu proses dan variasi jarak antar plat elektrokoagulasi

mempengaruhi kandungan limbah cair tepung mocaf. Perlu dilakukan penelitian

lebih lanjut karena nilai COD dan TSS masih di atas baku mutu dengan menambah

waktu proses elektrokoagulasi ataupun mengkombinasikan elektrokoagulasi

dengan metode lain. Perlu dilakukan pengujian kuantitatif untuk mengetahui

senyawa yang terkandung dalam limbah cair tepung mocaf.

49

DAFTAR PUSTAKA

[SNI] Standar Nasional Indonesia 6989.2. 2009. Cara Uji Kebutuhan Oksigen

Kimiawi (Chemical Oxygen Demand/COD) dengan Refluks Tertutup secara

Spektrofotometri. Jakarta (ID): BSN.

[SNI] Standar Nasional Indonesia 06-6989.3. 2004. Air dan Limbah-Bagian 3 :

cara uji Tersuspensi Total (Total Suspended Solid) Secara Gravimetri.

Jakarta (ID): BSN.

[SNI] Standar Nasional Indonesia 06-6989.11. 2004. Cara Menguji Derajat

Keasaman (pH) dengan Menggunakan Alat pH Meter. Jakarta (ID): BSN.

Abrori M. 2017. Pemanfaatan Solar Cell Sebagai Sumber Energi Alternatif dan

Media Pembelajaran Praktikum Siswa Di Pondok Pesantren “ Nurul Iman ”

Sorogenen Timbulharjo Sewon Bantul Yogyakarta Menuju Pondok Mandiri

Energi, 1, 17–26.

Agustina EVTP. Winarni P dan Eko BS. 2015. Uji Proksimat Dan Organoleptik

Brownies Dengan Substitusi Tepung Mocaf (Modified Cassava Flour).

Indonesian Journal of Chemical Science, 4 (3), 168-171.

Alaerts G dan Santika SS. 1987. Metode Penelitian Air. Surabaya:Usaha Nasional.

Amri E. 2016. Pembuatan Mocaf ( Modified Cassafa Flour ) Dengan Proses

Fermentasi Menggunakan Bakteri Jenis Ragi. Jutrnal pelangi Research of

Education and Development, 6 (2). 182-191.

Asselin M, Drogui P, Benmoussa H, Blais JF, 2008. Chemosphere Effectiveness of

electrocoagulation process in removing organic compounds from

slaughterhouse wastewater using monopolar and bipolar electrolytic cells.

Chemosphere, 72, pp.1727–1733.

ASTM E168-16. Standard Practices for General Techniques of Infrared

Quantitative Analysis. United States: Association of Standard Testing

Materials

ATSDR (Agency for Toxic Substances and Disease Registry). 2006. Toxicology

Profile for Cyanide.

Chang R. 2010. Chemistry. McGraw Hill (10th ed.). USA: McGraw Hill

Companies, Inc.

Chen G. 2004. Electrochemical technologies in wastewater treatment. Separation

and Purification Technology, 38(1), 11–41.

50

Chen G, Chen X, and Yue PL, 2000. Electrocoagulation and Electroflotation of

Restaurant Wastewater. Manager, 126(September), pp.3–8.

Danar AP, Sudarno, Ajeng AS dan Harimawan. 2018. Penyisihan Cod dan Tss

Pada Limbah Cair Industri Tahu Menggunakan Metode Elektrokoagulasi

Dengan Sumber Listrik Panel Surya. Jurnal Teknik Lingkungan, 7(1), 1–11.

Dehghani, Mansooreh S, Sheibani S and MM Taghizadeh. 2015. Optimization of

Organic Compounds Removal from Wastewater by Introduction. Hormozgan

Medical Journal, 19(1).

Demiate IM, Dupuy N, Huvenne JP, Cereda M.P and Wosiacki G. 2000.

Relationship between baking behavior of modified cassava starches and starch

chemical structure determined by FTIR spectroscopy, 42, 149–158.

Earnshaw A. 1997. Chemistry of The Element 2nd Edition. New York: Elsevier

Effendi H. 2003. Telaah Kualitas Air. Yogyakarta: Kanisius

Erismar A dan Putri P. 2015. Pembuatan Mocaf (Modified Cassafa Flour) Dengan

Proses Fermentasi Menggunakan Beberapa Jenis Ragi. Jurnal Pelangi, 6(2),

182-191.

Fardiaz S. 1992. Polusi Air dan Udara. Yogyakarta : Kanisius

García-garcía A, Martínez-miranda V, Martínez-cienfuegos IG, Almazán-sánchez

PT, Castañeda-juárez M, and Linares-hernández I. 2015. Industrial wastewater

treatment by electrocoagulation – electrooxidation processes powered by solar

cells. Fuel, 149, 46–54.

Garcia-Segura S, Eiband MMSG, de Melo JV, and Martínez-Huitle CA. 2017.

Electrocoagulation and advanced electrocoagulation processes: A general

review about the fundamentals, emerging applications and its association with

other technologies. Journal of Electroanalytical Chemistry, 801(July), 267–

299.

Hamid RA, Purwono, dan Oktiawan W. 2017. Penggunaan Metode Elektrolisis

Menggunakan Elektroda Karbon Dengan Variasi Tegangan Listrik Dan Waktu

Elektrolisis Dalam Penurunan Konsentrasi TSS Dan COD Pada Pengolahan

Air Limbah Domestik. Jurnal Teknik Lingkungan, 6(1).

Hanum F, Rondang T, M Yusuf RK dan William W. 2015. Aplikasi

Elektrokoagulasi dalam Pengolahan Limbah Cair Pabrik Kelapa Sawit. Jurnal

Teknik Kimia USU, 4(4), 13–17.

Harvey D. 2000. Modern Analytical Chemistry. McGraw-Hill : USA

51

Holt PK, Barton GW, Wark M dan Mitchell CA. 2002. A Quantitative Comparison

Between Chemical Dosing And Electrocoagulation. Colloids and Surfaces A:

Physicochemical and Engineering Aspects, 211(2–3), 233–248.

Istnaeny MH, Jimmy, Muyassaroh. 2014. Studi Penurunan COD Dan TSS Limbah

Cair Industri Tahu Menggunakan Proses Elektrokimia. Prosiding Seminar

Nasional Kimia, B 185-B 191.

Izquierdo CJ, Canizares P, Rodrigo MA, Leclerc JP, Valentin G, and Lapicque F.

2010. Effect of the Nature of the Supporting Electrolyte on the Treatment of

Soluble Oils by Electrocoagulation. Desalination, 255(1–3), 15–20.

Kaswinarni F. 2007. Kajian Teknis Pengolahan Limbah Padat Dan Cair Industri

Tahu. Universitas Diponegoro.

Kementerian Negara Koperasi dan UKM Bidang Pengembangan Iklim Usaha dan

Kemitraan. 2012. Tepung Mocaf. Jakarta: Kementerian Negara Koperasi dan

UKM Bidang Pengembangan Iklim Usaha dan Kemitraan.

Keputusan Menteri Negara Lingkungan Hidup Nomor : KEP-

51/MENLH/10/1995

Kobya M and Demirbas E. 2015. Journal of Water Process Engineering Evaluations

of operating parameters on treatment of can manufacturing wastewater by

electrocoagulation. Journal of Water Process Engineering, 8, 64–74.

Lin SD. 2007. Water and Wastewater Calculations Manual. (C. C. Lee, Ed.),

Chemistry and biodiversity (2nd ed., Vol. 1). USA: McGraw Hill Companies,

Liu H, Zhao X and Qu J. 2010. Electrocoagulation for Water Treatmen. C.

Comninellis and G. Chen, Eds. Electrochemistry for the Environment.

Spirenger. New York. 245-262

Mollah MY, Schennach R, Parga JR and Cocke DL. 2001. Electrocoagulation (EC)

- Science and Applications. Journal of Hazardous Materials, 84(1), 29–41.

Moussa DT, El-Naas M. H, Nasser M, and Al-Marri MJ. 2017. A comprehensive

review of electrocoagulation for water treatment: Potentials and challenges.

Journal of Environmental Management, 186, 24–41.

Mulja M dan Suharman 1995. Analisis Instrumental. Surabaya: Airlangga

University Press

Muryanto M, Marlina E and Sari AA. 2018. Treatment of Beverage Industry

Wastewater using a Combination of Electrocoagulation and Adsorption

Processes. AIP Conference Proceesdngs, 020004, 1–8.

52

Musila AS dan Mbitu ES. 2012. Analisis Pengaruh Disain Kontak Atas (Front

Contact) Pada Peningkatan Efisiensi Sel Surya. Jurnal Teknologi, 9(1), 995–

1001.

Nashrullah F, Muslikhin H dan M. Fahrurrozi 2016. Integrasi Proses

Elektrokoagulasi-Elektrooksidasi sebagai Alternatif dalam Pengolahan

Limbah Cair Batik Zat Warna Naftol. Jurnal Rekayasa Proses, 10(1), 30– 35.

Novie PS, Agus P dan Sarto. 2016. Pengaruh Tegangan Dan Jarak Antar Elektroda

Terhadap Pewarna Remazol Red Rb Dengan Metode Elektrokoagulasi. Jurnal

Inovasi Teknik Kimia, 1(2), 93–97.

Novita E, Jember U, Indarto I, dan Jember U. 2016. Optimasi Penggunaan

Koagulan Alami Biji Kelor ( Moringa oleifera ). Jurnal Agroteknologi. 8(2):

171-178.

Prabowo A, Gagah HB dan Purwanto. 2012. Pengolahan Limbah Cair yang

Mengandung Minyak dengan Proses Elektrokoagulasi dengan Elektroda Besi.

Jurnal Teknologi Kimia Dan Industri, 1(1), 352–355.

Sahu O, Mazumdar B dan Chaudhari PK. 2014. Treatment of wastewater by

electrocoagulation: A review. Environmental Science and Pollution Research,

21(4), 2397–2413.

Silverstein. 2002. Identification of Organic Compund, 3rd Edition. New York: John

Wiley and Sons Ltd.

Skoog DA and West 1971. Principles of Instrumental Analysis. Holt, Rinehart and

Winston, Inc., New York.

Subagio A. 2007. Industrialisasi Modified Cassava Flour (MOCAF) sebagai Bahan

Baku Industri Pangan untuk Menunjang Diversifikasi Pangan Pokok Nasional.

Universitas Jember. Jember.

Subagyo. 2006. Ubi Kayu Substitusi Berbagai Tepung-tepungan. Jakarta: Food

Review

Supratman U. 2010. Elusidasi Struktur Senyawa Organik. Bandung: Widya

Padjadjaran.

Suseno JE dan Firdausi KS. 2008. Rancang Bangun Spektroskopi FTIR ( Fourier

Transform Infrared ) untuk Penentuan Kualitas Susu Sapi, 11(1), 23–28.

Suwanto N, Sudarno, Sari AA dan Harimawan. 2017. Penyisihan Fe, Warna Dan

Kekeruhan Pada Air Gambut Menggunakan Metode Elektrokoagulasi. Teknik

Lingkungan, 6(1), 1–12.

53

Tchobanoglous G, Burton FL, and Stensel HD. 2003. Wastewater Engineering -

Treatment and Reuse (Fourth Edition). (Metcalf and Eddy, Eds.) (4th ed.).

USA: McGraw Hill Companies, Inc.

Trompette JL and Vergnes H. 2009. On the Crucial Influence of Some Supporting

Electrolytes During Electrocoagulation in the Presence of Aluminum

Electrodes. Hazardous Materials, 163(2–3), 1282–1288.

Wang C, Chou W and Kuo Y. 2009. Removal of COD from laundry wastewater by

electrocoagulation / electroflotation, 164, 81–86.

Yenrina, Surya, and Putri. 2013. Mocaf bread enriched with Mung Bean (Vigna

radiata L.) as a source of protein. Asia Pacific Journal of Sustainable

Agriculture Food and Energy (APJSAFE). 1(1): 10 - 13.

Zhang S, Zhang J, Wang W, Li F and Cheng X. 2013. Solar Energy Materials and

Solar Cells Removal of phosphate from landscape water using an

electrocoagulation process powered directly by photovoltaic solar modules.

Solar Energy Materials and Solar Cells, 117, 73–80.

Zulius A. 2017. Rancang Bangun Monitoring pH Air Menggunakan Soil Moisture

Sensor di SMK N 1 Tebing Tinggi Kabupaten Empat Lawang, 2(1), 37–43.

54

LAMPIRAN

Lampiran 1. Analisis Plat dan Alat Panel Surya

Plat 3 cm Berat Plat (g)

Sebelum Sesudah Selisih

A 85,0714 84,8341 0,2373

B 84,1103 83,4022 0,7081

C 83,4632 82,5485 0,9147

D 85,0307 84,6292 0,4015

E 84,6408 84,6085 0,0323

F 85,088 85,0431 0,0449

Panel Baterai Suhu

(oC) Waktu

(menit)

Arus

(A)

Tegangan

(V) Load

Arus

(A)

Tegangan

(V) Load

0 1,5 33 117 1,7 27,4 0 25,2

5 2,0 32 117 -14,1 24,9 16,5 30,4

10 1,5 32 117 -9 24,6 11 44,2

15 2,3 33 117 -7,2 24,6 10,2 52,2

20 2,3 33 117 -7,0 24,6 10,6 61,2

25 2,1 32 117 -8,5 24,5 11,3 66,7

30 1,7 32 117 -9,5 24,4 11,6 74,4

Plat 2 cm Berat Plat (g)

Sebelum Sesudah Selisih

A 84,1624 82,8354 1,327

B 82,8556 81,4186 1,437

C 81,6886 79,446 2,2426

D 84,8746 83,6796 1,195

E 84,3334 84,6616 -0,3282

F 85,0406 85,0778 -0,0372

Panel Baterai Suhu

(oC) Waktu

(menit)

Arus

(A)

Tegangan

(V) Load

Arus

(A)

Tegangan

(V) Load

0 1,1 30 117 2,0 38,1 0 25,1

5 4,5 31 117 -1,8 25,3 7,2 30,6

10 4,4 32 117 -2,6 25,2 7,9 36,3

15 2,4 28 117 -4,9 24,9 8,9 42,6

20 4,2 29 117 -4,7 25 9,7 48,3

25 4,6 30 117 -5,2 24,9 10,3 56

30 4,8 31 117 -5,5 24,9 10,8 62,5

55

Plat 1 cm

Berat Plat (g) Sebelum Sesudah Selisih

A 82,0893 82,0648 0,0245

B 81,3238 79,9829 1,3409

C 78,1854 78,1595 0,0259

D 83,6532 83,1513 0,5019

E 84,3537 84,3445 0,0092

F 85,0441 85,0341 0,01

Panel Baterai Suhu

(oC) Waktu

(menit)

Arus

(A)

Tegangan

(V) Load

Arus

(A)

Tegangan

(V) Load

0 0,7 38 117 1,0 28,7 0 27,4

5 0,9 34 117 -10,8 24,5 12 41

10 0,9 26 117 -7,7 24,6 8,5 49,4

15 1,0 26 117 -7,1 24,6 8,1 56

20 1,1 26 117 -7,7 24, 5 8,8 62,6

25 1,0 26 117 -8,7 24, 5 9,7 70,1

30 0,8 25 117 -10,4 24,3 11,3 79,2

Lampiran 2. Analisis pH dan TDS

PLAT 3 CM

Standar Deviasi Waktu pH Duplo Rata Rata

0 4,69 4,56 4,62 0,09

5 5,63 5,78 5,70 0,10

10 6,53 6,58 6,55 0,03

15 7,19 7,22 7,20 0,02

20 7,33 7,31 7,32 0,01

25 7,76 7,74 7,75 0,01

30 8,03 8 8,01 0,02

56

PLAT 2 CM

Standar Deviasi

waktu pH Duplo Rata rata

0 4,69 4,56 4,62 0,09

5 4,68 4,7 4,69 0,01

10 5,06 5,2 5,13 0,09

15 5,42 5,36 5,39 0,04

20 5,54 5,5 5,52 0,02

25 5,69 5,72 5,70 0,02

30 6,09 6 6,04 0,06

Standar Deviasi Waktu

TDS

(mg/l)

Duplo

Rata Rata

0 1520 1521 1520,5 0,70

5 1250 1248 1249 1,41

10 1220 1206 1213 9,89

15 1200 1198 1199 1,41

20 1190 1189 1189,5 0,70

25 1180 1187 1183,5 4,94

30 1170 1165 1167,5 3,53

Rata Rata

Standar Deviasi Waktu

TDS

(mg/l)

Duplo

0 1520 1521 1520,5 0,70

5 1092 1100 1096 5,65

10 1068 1070 1069 1,41

15 1060 1057 1058,5 2,12

20 985 984 984,5 0,70

25 945 947 946 1,41

30 912 910 911 1,41

57

PLAT 1CM Standar

Deviasi Waktu pH Duplo Rata Rata

0 4,69 4,56 4,62 0,09

5 5,96 5,94 5,95 0,01

10 6,43 6,47 6,45 0,02

15 6,82 6,84 6,83 0,01

20 7,32 7,41 7,36 0,06

25 7,81 7,85 7,83 0,02

30 8,22 8,18 8,2 0,02

Standar

Deviasi Waktu

TDS (mg/l)

Duplo

Rata rata

0 1520 1521 1520,5 0,70

5 982 996 989 9,89

10 963 965 964 1,41

15 932 930 931 1,41

20 926 925 925,5 0,70

25 910 912 911 1,41

30 907 905 906 1,41

58

Lampiran 3. Penentuan Standar Analisis COD

Pembuatan Standar 10 mg/l, 150 mg/l dan 250 mg/l dari larutan induk 1000 mg/l.

10 mg/l = 0.2 ml larutan induk + Aquadest hingga 10 ml

150 mg/l= 3 ml larutan induk + Aquadest hingga 10 ml

250 mg/l= 5 ml larutan induk + Aquadest hingga 10 ml

Konsentrasi

Standar (mg/l)

V

Sampel

(gram)

V

Total

(gram)

Absorbansi

Rata rata

10 0,2062 10,010 0,0307 0,0308 0,0307 0,030733

150 2,9861 9,9625 0,1142 0,1141 0,1141 0,114133

300 4,9466 9,8833 0,1697 0,1699 0,17 0,169867

y = 0.0006x + 0.0255

R² = 0.9997

0

0.02

0.04

0.06

0.08

0.1

0.12

0.14

0.16

0.18

0 50 100 150 200 250

Abso

rban

si

Konsentrasi (mg/l)

59

Lampiran 4. Perhitungan COD Limbah Cair Tepung Mocaf

Plat 3 cm

Waktu

(Menit)

Absorbansi

V Sampel

V Total

Pengenceran

(V Total/ V

Sampel)

COD

Sebelum

Pengenceran

COD

Rata

Rata

Standar

Deviasi

0 simplo 0,0812 0,1941 9,9319 51,169 92,8333 4750,19 4532,61 307,704

duplo 0,0772 0,1995 9,9905 50,0777 86,1667 4315,03

5 simplo 0,0647 0,2003 9,9734 49,7923 65,3333 3253,1 3303,01 70,5832

duplo 0,0657 0,1998 9,9987 50,0435 67 3352,92

15 simplo 0,0644 0,1995 10,0085 50,1679 64,8333 3252,55 3137,67 162,471

duplo 0,0604 0,1916 9,957 51,9676 58,1667 3022,78

30 simplo 0,0631 0,194 9,9604 51,3423 62,6667 3217,45 2928 409,342

duplo 0,0562 0,1925 9,9268 51,5678 51,1667 2638,55

% Penyisihan =

(Konsentrasi Awal - Konsentrasi Akhir) X 100

Konsentrasi Awal

% Penyisihan =

(4532,61- 2928) X 100

4532,61

% Penyisihan = 35,40%

60

Plat 2 cm

Waktu

(Menit)

Absorbansi

V Sampel

V Total

Pengenceran

(V Total/ V

Sampel)

COD

Sebelum

Pengenceran

COD

Rata

Rata

Standar

Deviasi

0 simplo 0,0812 0,1941 9,9319 51,169 92,8333 4750,19 4532,61 307,704

duplo 0,0772 0,1995 9,9905 50,0777 86,1667 4315,03

5 simplo 0,0789 0,1939 9,9401 51,2641 89 4562,5 4464,61 138,433

duplo 0,0776 0,1982 9,9672 50,2886 86,8333 4366,73

15 simplo 0,0681 0,1924 9,9403 51,6648 71 3668,2 2719,04 1342,31

duplo 0,0459 0,1918 9,9842 52,0553 34 1769,88

30 simplo 0,0597 0,1985 9,9786 50,27 57 2865,39 2431,6 613,476

duplo 0,0491 0,1963 9,9704 50,7916 39,3333 1997,8

% Penyisihan =

(Konsentrasi Awal - Konsentrasi Akhir) X 100

Konsentrasi Awal

% Penyisihan =

(4532,61- 2431,6) X 100

4532,61

% Penyisihan = 46,35%

61

Plat 1 cm

Waktu

(Menit)

Absorbansi

V Sampel

V Total

Pengenceran

(V Total/ V

sampel)

COD

Sebelum

Pengenceran

COD

Rata

Rata

Standar

Deviasi

0 simplo 0,0812 0,1941 9,9319 51,169 92,8333 4750,19 4532,61 307,704

duplo 0,0772 0,1995 9,9905 50,0777 86,1667 4315,03

5 simplo 0,0612 0,2018 9,9699 49,4049 59,5 2939,59 3501,1 794,094

duplo 0,0734 0,1957 9,9589 50,8886 79,8333 4062,61

15 simplo 0,0633 0,1996 9,9652 49,9259 63 3145,33 2641,8 712,1

duplo 0,0506 0,1957 10,003 51,1139 41,8333 2138,27

30 simplo 0,0397 0,1969 9,9727 50,6486 23,6667 1198,68 1294,18 135,051

duplo 0,0421 0,1981 9,9504 50,2292 27,6667 1389,67

% Penyisihan =

(Konsentrasi Awal - Konsentrasi Akhir) X 100

Konsentrasi Awal

% Penyisihan =

(4532,61- 1294,18) X 100

4532,61

% Penyisihan = 71,44%

62

Lampiran 5. Perhitungan Analisis TSS Limbah Cair Tepung mocaf

TSS plat 3cm

Waktu

(menit)

Berat kertas

saring (g)

Berat kertas saring +

sampel (g)

0 0,2079 0,2133

5 0,1985 0,2023

15 0,2106 0,2142

30 0,1939 0,1967

Waktu

(menit)

(A-B)*1000/10

(mg/l)

0 540

5 380

15 360

30 280

% Penyisihan =

(Konsentrasi Awal - Konsentrasi Akhir) X 100

Konsentrasi Awal

% Penyisihan =

(540- 280) X 100

540

% Penyisihan = 48,15%

TSS Plat 2cm Waktu

(menit)

Berat kertas

saring (g)

Berat kertas saring + sampel

(g)

0 0,2079 0,2133

5 0,2055 0,2087

15 0,1997 0,2028

30 0,1996 0,2023

Waktu

(menit)

(A-B)*1000/10

(mg/l)

0 540

5 320

15 310

30 270

63

% Penyisihan =

(Konsentrasi Awal - Konsentrasi Akhir) X 100

Konsentrasi Awal

% Penyisihan =

(540- 270) X 100

540

% Penyisihan = 50%

TSS Plat 1 cm Waktu

(menit)

Berat kertas

saring (g)

Berat kertas saring

+ sampel (g)

0 0,2079 0,2133

5 0,2022 0,207

15 0,213 0,217

30 0,2022 0,2045

Waktu

(menit)

(A-B)*1000/10

(mg/l)

0 540

5 480

15 400

30 230

% Penyisihan =

(Konsentrasi Awal - Konsentrasi Akhir) X 100

Konsentrasi Awal

% Penyisihan =

(540- 230) X 100

540

% Penyisihan = 53,70%

64

Lampiran 6. Alat dan bahan

Plat, Wadah Elektrokoagulasi dan

Limbah Cair Tepung Mocaf

Panel Surya dan Display Detector

65

Lampiran 7. Baku Mutu Air Limbah

66

67

Lampiran 8. Analisis FTIR

Limbah Awal

68

Limbah Hasil Proses Terbaik (Plat 1 cm)