Optimasi Proses Aktivasi Biosorben Kulit Jeruk Manis Pacitan (Citrus sinensis L. Osbeck var. Pacitan) dengan Aktivator Asam Fosfat (H3PO4) Menggunakan Response Surface Methodology (RSM)

Amaliyah, Elshafira Firda and Dr. Widya Dwi Rukmi Putri, STP., MP. and Hera Sisca Pramita, STP., M.Sc (2023) Optimasi Proses Aktivasi Biosorben Kulit Jeruk Manis Pacitan (Citrus sinensis L. Osbeck var. Pacitan) dengan Aktivator Asam Fosfat (H3PO4) Menggunakan Response Surface Methodology (RSM). Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Tingginya angka produksi buah jeruk di Indonesia sebanding dengan jumlah limbah kulit jeruk yang dihasilkan. Namun, pengolahan limbah kulit jeruk masih belum optimal. Padahal, kulit jeruk mengandung beragam senyawa seperti pektin dan lignoselulosa (lignin, selulosa, dan hemiselulosa) yang dapat dimanfaatkan sebagai biosorben. Senyawa pektin dan lignoselulosa mengandung gugus aktif karboksil dan hidroksil yang memiliki peran penting dalam proses biosorpsi karena mampu mengikat logam berat maupun zat warna sintetis. Pada proses pembuatan biosorben perlu dilakukan aktivasi untuk meningkatkan luas permukaan dan porositas biosorben sehingga daya adsorpsinya meningkat. Pada penelitian ini, activator agent yang digunakan ialah H3PO4 dikarenakan aktivator ini optimal untuk bahan dengan kandungan lignoselulosa tinggi seperti kulit jeruk. Beberapa faktor yang mempengaruhi efektivitas proses aktivasi ialah konsentrasi aktivator dan lama waktu aktivasi. Konsentrasi aktivator dan waktu aktivasi yang tepat akan menghasilkan biosorben dengan daya serap yang optimal. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mendapatkan biosorben kulit jeruk manis (Citrus sinensis L. Osbeck) dengan kondisi aktivasi yang optimal sehingga dapat dijadikan sebagai alternatif adsorben komersial. Optimasi proses aktivasi yang dilakukan pada penelitian ini menggunakan metode Response Surface Methodology rancangan Central Composite Design. Variabel bebas dalam penelitian ini adalah konsentrasi aktivator dan lama aktivasi dengan 13 rancangan percobaan dan diulang sebanyak tiga kali. Respon yang diamati adalah kadar air, kadar abu, dan daya serap iodium. Data hasil pengujian dianalisis dengan Analysis of Variance (ANOVA) sehingga diketahui kondisi aktivasi yang optimal menurut design expert, yakni perlakuan dengan nilai desirability tertinggi. Selanjutnya dilakukan proses verifikasi untuk memastikan keakuratan prediksi design expert melalui metode Paired T-Test dengan selang kepercayaan 95%. Hasil optimasi biosorben kulit jeruk yang disarankan oleh design expert adalah untuk mendapatkan biosorben kulit jeruk dengan hasil yang optimum ialah proses aktivasi dengan konsentrasi aktivator H3PO4 sebesar 2,18 M selama 53,7 menit. Prediksi respon kadar air pada kondisi optimum sebesar 2,4%, kadar abu sebesar 6,92%, dan daya serap iodium sebesar 890,92 mg/g dengan nilai desirability sebesar 0,867. Hasil verifikasi menunjukkan bahwa tidak ada perbedaan nyata antara data prediksi dengan data aktual, yakni didapatkan kadar air sebesar 2,44%, kadar abu sebesar 7,61%, dan daya serap iodium sebesar 896,7 mg/g. Biosorben hasil terbaik kemudian dianalisis lebih lanjut terkait kadar serat dan kadar pektin, diperoleh kadar serat sebesar 30,87% dan kadar pektin sebesar 17,96%. Berdasarkan hasil analisis secara keseluruhan, biosorben kulit jeruk teraktivasi H3PO4 lebih baik dibandingkan serbuk kulit jeruk tanpa aktivasi (kontrol).

English Abstract

The high number of orange production in Indonesia increases the amount of orange peel waste. Unfortunately, the processing of orange peel is not optimal yet. Whereas orange peel contains various compounds such as pectin and lignocellulose (lignin, cellulose, and hemicellulose) which can be applied as biosorbents. Pectin and lignocellulosic compounds contain active groups (carboxyl and hydroxyl) which have an important role in the biosorption process, because they can form bonds with heavy metals and synthetic dyes. In the manufacturing of biosorbent, activation process is carried out to increase the surface area and the porosity of the biosorbent so that the adsorption capacity increases. In this study, the H3PO4 is chosen as the activator agent because it is optimal for materials with high lignocellulosic content such as orange peel. Several factors that affect the effectiveness of the activation process are, the activator concentration and activation time. The optimal activator concentration and activation time will produce biosorbents with optimal adsorption. The purpose of this study was to obtain a biosorbent of sweet orange peel (Citrus sinensis L. Osbeck) with optimal activation conditions so that it can be used as an alternative commercial adsorbent. Optimization of the activation process carried out in this study using the Central Composite Design approach of Response Surface Methodology. The independent variables in this study were activator concentration and activation time with 13 experimental designs and repeated three times. The responses observed included water content, ash content, and iodine adsorption. The data were analyzed by Analysis of Variance (ANOVA) to determine the optimal activation conditions according to the design expert, the one with the highest desirability value. Furthermore, verification process is carried out to ensure the accuracy of the design expert's predictions through the Paired T-Test method with a 95% confidence interval. The result of optimizing the orange peel biosorbent suggested by the design expert is to get the orange peel biosorbent with optimum results, namely the activation process with an activator concentration of 2.18 M H3PO4 for 53,7 minutes. Predicted response of water content at optimum conditions is 2,4%, ash content is 6,92%, and iodine absorption is 890,92 mg/g with a desirability value of 0,867. The verification results showed that there was no significant difference between the predicted data and the actual data, namely a moisture content of 2,44%, an ash content of 7,61%, and an absorption capacity of iodine of 896,7 mg/g. The best biosorbent results were then analyzed further related to fiber content and pectin content, obtained a fiber content of 30,87% and a pectin content of 17,96%. Based on the results of the overall analysis, H3PO4 activated orange peel biosorbent was better than orange peel powder without activation (control).

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	052310
Uncontrolled Keywords:	Adsorpsi, Aktivasi, Biosorben, Kulit Jeruk Manis-Activation, Adsorption, Biosorbent, Sweet Orange Peel
Divisions:	Fakultas Teknologi Pertanian > Teknologi Industri Pertanian
Depositing User:	Unnamed user with email y13w@ub.ac.id
Date Deposited:	16 Jan 2024 04:29
Last Modified:	16 Jan 2024 04:29
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/210870

Text (DALAM MASA EMBARGO) Elshafira Firda Amaliyah.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2025. Download (1MB)

Actions (login required)

View Item