• +6221 4288 5430
  • +62 8118 242 558 (BIC-JKT)
  • +62 8118 242 462 (BIC-INA)
  • info@bic.web.id

Penyerap Limbah Kelas Berat (1)

Sponge, Penyerap Limbah Pewarna dan Logam Berat

Deskripsi Singkat


Limbah hasil industri menjadi salah satu persoalan yang serius di era industralisasi. Terutama limbah pewarna dan logam berat yang sulit didegradasi oleh alam sehingga dapat mengganggu ekosistem perairan. Oleh karena itu, urgensi untuk pencegahan dan penanganan limbah diperairan harus dilakukan sejak dini. Inovasi tersebut diwujudkan dalam bentuk sponge yang dapat menyerap zat warna. Salah satu bahan yang berpotensi digunakan dalam pembuatan sponge adalah alginat.     

Alginat merupakan polimer alami hasil dari ekstraksi rumput laut coklat dengan larutan alkali. Indonesia sebagai negara kepulauan yang memiliki garis pantai terpanjang di dunia berpotensi besar memproduksi rumput laut. Menurut data Ditjen Perikanan Tangkap, bahwa produksi rumput laut nasional tahun 2014 mencapai 10,2 juta ton atau meningkat tiga kali lipat dari produksi rumput laut tahun 2010 yaitu 3,9 juta ton. Menurut Ditjen Perikanan Budi Daya Kementerian Kelautan dan Perikanan pada tahun 2016 produksi rumput laut meningkat lagi mencapai 11,1 juta ton, sedangkan pada tahun 2017 produksi rumput laut menurun menjadi 8,2 juta ton. Melalui data tersebut, produksi rumput laut yang dihasilkan masih tergolong tinggi sehingga ketersediaan alginat yang berasal dari ekstraksi rumput laut tersebut masih tergolong sangat berlimpah di Indonesia. Sodium alginate diproduksi oleh banyak perusahaan seperti CV. Nura Jaya di Surabaya, Jawa Timur; Pt. Garuda Mas Lestari di Bandung, Jawa Barat; dan masih banyak lagi. 

Pada Inovasi ini, proses pembuatan saponin-bentonite/Na-alginat berwujud sponge membutuhkan lerak sebagai surfaktan yang dapat meningkatkan kapasitas penyerapan dan membantu pembentukan sponge adsorben. Lerak merupakan tumbuhan yang dapat tumbuh pada ketinggian 450 meter sampai 1500 meter di atas permukaan air laut. Di Indonesia, lerak banyak ditemukan di pulau Jawa dan Sumatera, salah satu produsen yang menyediakan buah lerak adalah toko Salmi berlokasi di Bukittinggi, Sumatera Barat. Pemanfaatan lerak bertujuan menciptakan lingkungan yang sehat karena senyawa yang dihasilkan mudah terdegradasi oleh alam, bebas dari polusi, menjaga kesehatan kulit dan tubuh, serta merupakan hasil hutan non kayu yang bernilai tinggi di dunia industri. Spesies pohon lerak yang banyak tumbuh di Asia Tenggara adalah Sapindus rarak DC dan Sapindus emerginatus Vahl. Ahli farmasi modern telah meneliti dan menjelaskan bahwa bagian daging buah lerak mengandung lendir, aroma harum, dan zat saponin yang bermanfaat sebagai sabun, detergen, insektisida, dan obat-obatan. Jenis Sapindus rarak banyak dimanfaatkan oleh masnyarakat Indonesia untuk mencuci batik. Contoh perusahaan yang memproduksi detergen atau sabun lerak adalah Nusantara Mandiri Co di Solo, Jawa Tengah dengan merek Sidomukti; Perusahaan Pt. Brani Maju Berkarya berpusat di Cikarang, Kabupaten Bekasi, Jawa Barat dengan nama produk SUPER LERAK (Special Liquid Batik Cleaner); PD. Sasmita di Karanganyar dengan nama produk Lerak Sasmita Aromaterapi; dan lain – lain.

Proses pembuatan adsorben juga memerlukan bentonit yang dikenal sebagai tanah liat dari bebatuan vulkanik yang memiliki tingkat porositas tinggi. Bentonit merupakan mineral yang terdiri dari kristal alumino-silikat terhidrasi yang mengandung kation alkali atau alkali tanah dalam kerangka tiga dimensi. Ion-ion logam tersebut dapat diganti dengan kation lain tanpa merusak struktur bentonit dan dapat menyerap air secara reversible. Bentonit memiliki kemampuan mengembang, sifat penukar ion, luas permukaannya besar, dan mudah menyerap air, sehingga digunakan sebagai adsorben. Dalam industri, bentonit dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan semen, keramik, kosmetik, krayon, sebagai adsorben, belaching earth, dan untuk katalis heterogen dalam proses pengolahan minyak. Salah satu perusahaan yang menyediakan bentonite hasil tambang adalah PT.Indobent dengan lokasi pertambangan berada di dusun Klepu, Desa Punung, Kecamatan Punung, Pacitan, Jawa Timur.

Prosedur pembuatan saponin-bentonite/Na-alginat berwujud sponge sangat sederhana dan tidak memerlukan waktu yang lama yaitu: mengaktivasi bentonit menggunakan larutan H2SO4, melarutkan saponin dalam akuades hangat, kemudian larutan saponin dicampur dengan bentonit yang telah diaktivasi selama 15 – 20 menit. Dilanjutkan dengan penambahan alginat dengan pengadukan konstan selama 45 menit atau hingga berbusa. Campuran berbusa tersebut diambil menggunakan pipet dan di teteskan ke dalam larutan CaCl2 yang mampu meningkatkan kekerasan busa sehingga terbentuk sponge. Proses pengeringan menggunakan oven pada suhu dibawah 55oC.

Heavyweight Waste Absorbent (1)

 

Short Description


-


Perspektif

-


Keunggulan Inovasi:

1. Menggunakan prosedur yang sangat sederhana dimana prosedur utama adalah proses pencampuran dan metode tetes yang tidak memerlukan suhu tinggi.

2. Menggunakan bahan – bahan alam ramah lingkungan, ketersediaannya berlimpah dan mudah ditemukan.

3. Penggunaan senyawa kimia pada konsentrasi yang sangat rendah sehingga tidak berbahaya pada lingkungan dan ekonomis.

4. Sponge yang dibuat dari alginat dan saponin memiliki keunggulan dalam proses pemisahan, yaitu lebih mudah dipisahkan dengan larutan. 

5. Sponge memiliki kemampuan adsorpsi yang lebih tinggi dibandingkan adsorben dalam wujud bubuk karena adanya gugus 3 jenis gugus bermuatan negatif dan memiliki kemampuan menarik senyawa lain lebih kuat karena adanya perpaduan ikatan yang kuat antara gugus silanol, gugs alkil dan gugus karboksilat.

6. Komposit ini dapat digunakan kembali berulang – ulang dengan tingkat penyerapan diatas 90% pada konsentrasi diatas 400 ppm dengan treatment tertentu.


Potensi Aplikasi:

Potensi aplikasi dari inovasi Anda : 

Dengan adanya adsorben penyerap limbah pewarna berkonsentrasi tinggi, maka pencemaran terhadap perairan dapat dikurangi. Sponge membantu proses pemisahan antara perairan dengan adsorbat yang telah terserap dalam adsorben lebih mudah. Selain itu, bahan baku pada inovasi yang diusulkan bersifat ramah lingkungan, berlimpah, mudah ditemukan dan murah sehingga mampu diproduksi pada kapasitas yang tinggi. Maka, jika dilihat dari segi financial menjadi sangat menjanjikan.  

 

Analisa Ekonomi :

Kapasitas Produksi Saponin Bentonite–Biochar dari Kulit Durian = 2000 ton/tahun

Biaya bahan baku (sudah termasuk biaya transportasi) :

Sodium alginat = Rp. 167.700,00/ton = Rp. 27.950.000,00

Buah lerak = Rp. 20.000.00/kg = Rp. 168.075.000,00

Bentonit = Rp. 125.000,00/ton = Rp. 1.250.000.000,00

H2SO4 (Teknis) = Rp. 280.166.667,00

CaCl2 (Teknis) = Rp. 10.333.750,00

Total Harga Bahan Baku = Rp. 1.778.192.083,00

Biaya Transportasi :

Biaya pengiriman produk Saponin-Bentonite/Na-alginat = Rp.  500.000.000,00

Harga bahan baku + transportasi = Rp. 2.278.192.083,00

Biaya total harga alat proses (Conveyor, Dryer, Jaw crusher, Screener, seperangkat alat ekstraksi padat-cair, seperangkat alat tetes) = Rp. 2.695.667.125,00

Harga tanah = Rp. 10.500.000.000,00

Modal = harga alat proses + harga tanah = Rp. 13.195.667.125,00

Depresiasi 10% dari harga alat proses = Rp. 269.566.712,00

Biayai total operasional (meliputi : tenaga kerja, bahan bakar, harga listrik) 

= Rp. 541.400.000,00

Biaya Produk yang dijual dalam satu tahun :

Harga Produk = Rp. 5000/kg = Rp. 10.000.000.000,00

Dengan metode discounted cash flow diperoleh:

BEP (sebelum pajak) = 28,20 %

Laju pengembaliam modal (sebelum pajak) = 33,34%

 

Hasil Penelitian :

Telah dilakukan scale up pembuatan komposit saponin-bentonite/Na-alginat berwujud sponge dari skala laboratorium mulai dari 5 gr menjadi 1kg dan 5 kg. Berdasarkan hasil penelitian, dilakukan proses adsorpsi pewarna 1000 ppm crystal violet oleh 0,5 gr komposit saponin-bentonite/Na-alginat berwujud sponge  pada kondisi suhu ruang dan didapatkan efisiensi penghapusan pewarna untuk pembuatan komposit sebanyak 5 gr, 1kg dan 5 kg berturut – turut adalah 99,94%, 99,87% dan 99,93%. Maka dapat dikatakan perlakuan scale up yang tepat terhadap komposit tidak  mempengaruhi tingkat adsorpsi.


Innovator:

Tim Inovasi

Livy Laysandra, Agatha Mariska, Felycia Edi Soetaredjo, Ph. D, Suryadi Ismadji

Institusi

Universitas Katolik Widya Mandala Surabaya

Alamat

Jl. Kalijudan 37 Surabaya, Jawa Timur 60114

Status Paten

Dalam Proses Pengajuan

Kesiapan Inovasi

** Siap Dikomersialkan

Kerjasama bisnis

** Luas

Peringkat Inovasi

** Sangat Prospektif


File

Tidak ada


Video

Tidak ada


Perkembangan Inovasi