Adsorpsi Cr(VI) pada Limbah Elektroplating menggunakan Biokitin Hasil Fermentasi Limbah Kulit Udang L.vannamei oleh Lactobacillus plantarum dan Bacillus thuringiensis

Rosmawati, Angelina (2019) Adsorpsi Cr(VI) pada Limbah Elektroplating menggunakan Biokitin Hasil Fermentasi Limbah Kulit Udang L.vannamei oleh Lactobacillus plantarum dan Bacillus thuringiensis. Magister thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Peningkatan jumlah industri elektroplating menimbulkan dampak negatif bagi lingkungan sebagai akibat dari pelepasan limbah cair yang mengandung logam berat Cr(VI) dalam jumlah berlebih. Untuk mengatasi hal tersebut, pada penelitian ini digunakan biokitin yang digunakan sebagai adsorben limbah cair elektroplating. Biokitin merupakan kitin ramah lingkungan yang diisolasi dari limbah kulit udang putih (L.vannamei) melalui proses fermentasi. Variasi metode isolasi biokitin dilakukan melalui proses fermentasi tunggal dan fermentasi bertahap menggunakan bakteri probiotik Lactobacillus plantarum dan atau bakteri proteolitik Bacillus thuringiensis. Hasil karakterisasi gugus fungsi melalui spektrofotometri FTIR menunjukkan bahwa biokitin hasil ekstraksi memiliki serapan yang mirip dengan serapan kitin referensi, yang ditandai dengan terdapatnya gugus O-H; N-H asetamida; C=O asetamida; dan gugus -CO- C- dari cincin glukosamin. Gugus aktif NH yang terdapat pada kitin berperan dalam mekanisme adsorpsi Cr(VI). Adsorpsi Cr(VI) oleh biokitin terjadi karena adanya interaksi ikatan hidrogen antara muatan negatif spesi Cr(VI) dan muatan positif dari gugus NH yang terprotonasi pada kondisi pH 6 < pZc 7,2. Pada limbah elektroplating dengan kondisi pH 3, biokitin akan lebih mudah terprotonasi, sehingga memungkinkan peningkatan interaksi antara gugus NH yang terprotonasi dengan muatan negatif spesi Cr(VI) yang dapat meningkatkan efisiensi penyisihan Cr(VI). Adsorpsi Cr(VI) pada permukaan biokitin dimungkinkan juga terjadi secara fisik melalui pori pada adsorben. Hasil karakterisasi morfologi permukaan melalui SEM-EDS menunjukkan adanya adsorpsi logam berat Cr(VI) oleh biokitin. Biokitin yang dihasilkan dari proses fermentasi bertahap memiliki karakter dan kinerja yang lebih unggul sebagai adsorben Cr(VI) dibandingkan biokitin yang disintesis melalui metode fermentasi tunggal dan kitin kimiawi. Biokitin C memiliki karakter warna serbuk yang lebih terang dengan efisiensi deproteinasi dan demineralisasi yang lebih besar serta ukuran partikel yang lebih kecil (125,27 μm) dibandingkan proses fermentasi tunggal. Dengan kondisi optimal massa biokitin sebesar 2,0 g dan waktu adsorpsi Cr(VI) selama 6 jam, biokitin hasil fermentasi bertahap memiliki kemampuan untuk menyerap Cr(VI) pada 25 mL larutan Cr(VI) 50 mg/L sebesar 51,99 ± 0,41%. Biokitin hasil fermentasi bertahap dapat menyerap Cr(VI) dari limbah elektroplating dengan kapasitas adsorpsi optimal 0,915 mg/g. Adsorpsi Cr(VI) pada permukaan biokitin mengikuti isoterm Langmuir di mana adsorpsi berlangsung secara homogen pada lapisan monolayer adsorben dan adsorpsi terjadi secara reversibel.

English Abstract

The increasing number of electroplating industries has a negative impact on the environment as a result of the release of excess liquid waste containing Cr(VI) heavy metal. To overcome this problem, biochitin was used as an adsorbent for electroplating waste. Biochitin is environmentally friendly chitin which was isolated from white shrimp waste (L.vannamei) through the fermentation process. Variation of biochitin isolation method was done through the single and continous fermentation method using Lactobacillus plantarum as probiotic bacteria and / or Bacillus thuringiensis as proteolytic bacteria. The results of functional group characterization using FTIR spectrophotometry method showed that isolated biochitin had a similar absorbance pattern with the reference, which was indicated by the presence of O-H group; N-H acetamide; C=O acetamide; and -C-O-C- groups from the glucosamine ring. The NH active groups in chitin plays an important role for the adsorption of Cr(VI). Adsorption of Cr(VI) by biochitin occured due to the interaction of hydrogen bonds between the negative charge of the Cr(VI) species and the positive charge of the protonated NH group under pH 6 < pZc 7.2. In electroplating waste at pH 3, biochitin will be more easily protonated, so it can increased interaction between protonated NH groups and the negative charge of Cr(VI) species which can increase the efficiency of Cr(VI) removal. Cr(VI) adsorption is also possible physically through the pore in the biochitin. Surface morphology characterization using SEM-EDS showed the presence of Cr(VI) on the surface of biochitin C. Biochitin produced from the sequential fermentation process has better character and performance as Cr(VI) adsorbent compared to both biochitin which produced from single fermentation method and chitin which produced chemically. Biochitin from sequential fermentation has a brighter color, greater deproteination and demineralization efficiency, smaller particle size (125.27 μm) compared to single fermentation process. Using optimal conditions of adsorption mass and contact time, as much as 2.0 g sequential fermented biochitin mixed into 25 mL of Cr(VI) 50 mg/L for 6 hours can adsorbed 51.99 ± 0.41% of Cr(VI). Sequential fermented biochitin has ability to adsorb Cr(VI) heavy metal in electroplating waste with optimal adsorption capacity of 0.915 mg/g. The adsorption of Cr(VI) on the surface of biocitin follows the Langmuir isotherm which explained about the Cr(VI) adsorption took place homogeneously in the first layer of biochitin and the adsorption occurred reversibly.

Other obstract

-

Item Type: Thesis (Magister)
Identification Number: TES/541.335/ROS/a/2019/041911410
Uncontrolled Keywords: ADSORPTION, ELECTROPLATING, FERMENTATION, CHROMIUM
Subjects: 500 Natural sciences and mathematics > 541 Physical chemistry > 541.3 Miscellaneous topics in physical chemistry > 541.33 Surface chemistry > 541.335 Adsorption
Divisions: S2/S3 > Magister Kimia, Fakultas MIPA
Depositing User: Budi Wahyono Wahyono
Date Deposited: 23 Jan 2020 07:27
Last Modified: 25 Oct 2021 04:13
URI: http://repository.ub.ac.id/id/eprint/178304
[thumbnail of Angelina Rosmawati (2).pdf]
Preview
Text
Angelina Rosmawati (2).pdf

Download (7MB) | Preview

Actions (login required)

View Item View Item