Prosiding

PROSIDING
SEMINAR NASIONAL
SAINS DAN TEKNOLOGI KE-3 TAHUN 2012
Penguasaan Teknologi Rekayasa Proses Pengolahan Pangan
Guna Mendukung Pencapaian Kemandirian Bangsa

FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS WAHID HASYIM SEMARANG
JULI 2012

Editor :
1. Dr. Ir. Priyono Kusumo, MT. (Kimia, Obat dan Pangan)
2. Dr. Ir. Nazaruddin Sinaga, MS. (Energi)
3. Dr. Eko Marsyahyo, ST, M.Eng. (Material, Industri, Perancangan dan Manufaktur)
4. Dr. Ir. Hermawan, DEA (Elektronika dan Informatika)
5. Dr. Ir. Nugroho Widiasmadi Dipl WRD., M. Eng. (Sipil dan Arsitektur)

Asisten Editor :
1. Rita Dwi Ratnani, ST., M. Eng. (Obat dan Pangan)
2. Ir. Suwardiono, MT. (Obat dan Pangan)
3. Indah Hartati, ST., MT. (Kimia)
4. Laeli Kurniasari, ST., MT. (Kimia)
5. Darmanto, ST., M.Eng. (Energi)
6. Ir. Tabah Priangkoso, MT. (Energi)
7. Helmy Purwanto, ST., MT. (Material)
8. Imam Syafa’at, ST., MT. (Perancangan dan Manufaktur)
9. S.M. Bondan Respati, ST., MT. (Industri)
10. Indah Riwayati, ST., MT. (Industri)
11. Agung Riyantomo, ST., M.Kom. (Informatika)
12. M. Subhan Mauluddin, ST., MT. (Elektronika)

Prosiding
Seminar Nasional Sains dan Teknologi ke-3 Tahun 2012
Penguasaan Teknologi Rekayasa Proses Pengolahan Pangan
Guna Mendukung Pencapaian Kemandirian Bangsa

ISBN 978-602-99334-1-3
 2012, Fakultas Teknik Universitas Wahid Hasyim

Alamat : Fakultas Teknik Universitas Wahid Hasyim
Jl. Menoreh Tengah X/22 Sampangan Semarang 50236
Telepon : 024-8505680 ext. 160,161
Fax : 024-8505681
E-mail : semnas.unwahas@gmail.com
Website : www.teknik.unwahas.ac.id

KATA PENGANTAR

Syukur Alhamdulillah kehadirat Allah SWT berkat rahmat dan hidayah-Nya, prosiding ini
dapat diterbitkan sehubungan dengan telah terselenggarakannya Seminar Nasional Sains dan
Teknologi (SNST) ke-3 Tahun 2012 pada tanggal 20 Juni 2012. Seminar ini merupakan seminar
ke-3, mengulang kesuksesan seminar pertama dan kedua. Seminar diselenggarakan oleh Fakultas
Teknik Universitas Wahid Hasyim Semarang dengan tema “Penguasaan Teknologi Rekayasa
Proses Pengolahan Pangan Guna Mendukung Pencapaian Kemandirian Bangsa”. Keynote speaker
pada SNST ke-3 kali ini adalah Dr. Nurul Taufiqu Rochman M.Eng (Peneliti LIPI), Ir. Lukmanul
Hakim, M.Si, Direktur LPPOM MUI dan Ir. Dian Risdianto, MT.IPP (PT. Sido Muncul).
Pangan merupakan komoditas penting dan strategis bagi bangsa Indonesia mengingat
pangan adalah kebutuhan dasar manusia yang harus dipenuhi oleh pemerintah dan masyarakat
secara bersama-sama. Namun demikian, sejak krisis ekonomi hingga sekarang, terjadi penurunan
kemampuan Indonesia untuk memenuhi sendiri kebutuhan pangan bagi penduduk. Salah satu kunci
bagi pencapaian kemandirian bangsa dalam ketahanan pangan adalah penguasaan teknologi
rekayasa proses pengolahan bahan makanan. Oleh karena itu, berbagai riset ilmu pengetahuan dan
teknologi, khususnya yang berkaitan dengan bidang pangan harus terus didorong dan difasilitasi
guna mendukung pencapaian kemandirian di sektor pangan.
Perguruan Tinggi dan Lembaga Penelitian merupakan lembaga yang mengemban salah
satu misi untuk menghasilkan produk dalam bentuk penelitian dan penerapannya dalam pengabdian
kepada masyarakat sebagai solusi dari permasalahan yang dihadapi dan dialami oleh masyarakat.
Hasil-hasil penelitian dan pengabdian kepada masyarakat tersebut perlu dipublikasikan sehingga
diketahui oleh masyarakat secara luas.
Kegiatan ini merupakan ajang pemaparan hasil penelitian, kajian ilmiah dan diskusi ilmiah.
Telah terkumpul dan dipresentasikan delapan puluh satu (81) judul makalah yang terbagi dalam
kelompok keilmuan Kimia, Obat & Pangan, kelompok keilmuan Energi, kelompok keilmuan
Material, kelompok keilmuan Perancangan & Manufaktur, kelompok keilmuan Industri, kelompok
keilmuan Elektronika & Informatika dan kelompok keilmuan Sipil & Arsitektur. Peserta seminar
berasal dari berbagai institusi pendidikan tinggi di Indonesia, lembaga pengembangan teknologi
dan industri. Prosiding seminar ini diharapkan dapat memberikan informasi perkembangan yang
paling mutakhir dalam bidang sains dan teknologi.
Ucapan terima kasih kami sampaikan kepada seluruh peserta seminar, sponsor, dan
segenap pihak yang telah membantu dalam penyelenggaraan seminar ini. Panitia penyelenggara
telah berusaha semaksimal mungkin untuk menyusun semua makalah dalam bentuk buku dan
salinan digital namun tentunya masih banyak kekurangan. Untuk itu berbagai masukan sangat
diharapkan. Harapan kami, semoga prosiding ini membawa manfaat bagi perkembangan teknologi
di Indonesia, khususnya bagi penguasaan teknologi rekayasa proses pengolahan pangan guna
mendukung pencapaian kemandirian bangsa.

Semarang, Juli 2012
Panitia Penyelenggara

Prosiding SNST ke-3 Tahun 2012
Fakultas Teknik Universitas Wahid Hasyim Semarang i

. (Bambang Setyoko)

PANITIA PENYELENGGARA

Pelindung : Rektor Universitas Wahid Hasyim Semarang
Pengarah : Pembantu Rektor I
Penanggungjawab : Dekan Fakultas Teknik

Ketua : Darmanto, ST., M.Eng.
Wakil Ketua : Ir. Tabah Priangkoso, MT.
Sekretaris : Laeli Kurniasari, ST., MT.
Bendahara : Indah Riwayati, ST., MT.
Sie Acara : Agung Riyantomo, ST., M.Kom.
Rita Dwi Ratnani, ST., M.Eng.
Dr. Ir. Nugroho Widiasmadi, Dipl. WRD., M.Eng.
Ir. Suwardiyono, MT.

Sie Publikasi : M. Subhan Mauluddin, ST., MT.
S.M Bondan Respati, ST., MT.
Indah Hartati, ST., MT.
Sie Penerbitan : Imam Syafa’at, ST., MT.
Helmy Purwanto, ST., MT.
Sie Konsumsi : Farikha Maharani, ST.
Pembantu Umum : Suwarchan
Kusdi

ISBN 978-602-99334-1-3
ii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR i
PANITIA PENYELENGGARA ii
DAFTAR ISI iii

A. Kimia, Obat dan Pangan
1. Analisa Sisa Chlor pada Jaringan Distribusi Air Minum PDAM Kota A.1 – A.5
Semarang
Benny Syahputra

2. Development of Efficient Calcium Oxalate Removal Techniques from Taro A.6 – A.11
Corms
Andri Cahyo Kumoro

3. Proses Pengolahan Limbah Industri Kelapa Sawit dengan Mikroalga Liar A.12 – A.17
Hantoro Satriadi, Widayat, Hadiyanto, Uray Irzandi, Riky Yonas

4. Simulasi Kinetika Reaksi Transesterifikasi Minyak Goreng Bekas A.18 – A.23
Berbantukan Radiasi Ultrasonik
Haris Nu’man Aulia, Widayat, Setia Budi Sasongko

5. Pengelolaan Mangrove Sebagai Salah Satu Upaya Keanekaragaman Bahan A.24 – A.28
Pangan
Sri Subekti

6. Peran Mangrove Sebagai Ketersediaan Materi Pangan A.29 – A.33
Sri Subekti

7. Pembuatan Slow Release Fertilizer dengan Menggunakan Polimer Amilum A.34 – A.39
dan Asam Akrilat serta Polivinil Alkohol sebagai Bahan Pelapis dengan
Menggunakan Metoda Fluidizedbed
Afri Yenni, Suherman, Aprilina Purbasari

8. Pengujian Kandungan Total Fenol Kappahycus alvarezzi dengan Metode A.40 – A.44
Ekstraksi Ultrasonik dengan Variasi Suhu dan Waktu
Denni Kartika Sari, Dyah Hesti Wardhani,Aji Prasetyaningrum

9. Pengaruh Suhu Udara dan Berat Sampel pada Pengeringan Tapioka A.45 – A.50
Menggunakan Pengering Unggun Terfluidakan
Suherman, Aprilina Purbasari, Margaretha Praba Aulia

10. Pengaruh Penambahan Zeolit 3A terhadap Lama Waktu Pengeringan A.51 – A.54
Gabah Pada Fluidized Bed Dryer
Maria Augustine Graciafernandy, Ratnawati, Luqman Buchori

11. Teknologi Imobilisasi Sel Mikroorganisme pada Produksi Enzim Lipase A.55 – A.59
Indah Riwayati, Indah Hartati, Laeli Kurniasari

12. Ekstrak Daun Api-api (Avecennia Marina) untuk Pembuatan Bioformalin A.60 – A.65
Sebagai Antibakteri Ikan Segar
Syafiul Rofik, Rita Dwi R

13. Potential Production of Food Colorant from Coffee Pulp A.66 – A.71
Indah Hartati, Indah Riwayati, Laeli Kurniasari

Fakultas Teknik Universitas Wahid Hasyim Semarang iii

. (Bambang Setyoko)

B. Energi
1. Efisiensi Penggunaan Musicool pada Mesin Pengkondisian Udara Merk B.1 – B.5
Saden pada Mobil Kijang Super
Samsudi Raharjo

2. Kaji Eksperimental Kinerja Turbin Angin Vertikal Multiblade Tipe Sudu B.6 – B.11
Curved Plate Profile Dilengkapi Rumah Rotor dan Ekor Sebagai Pengarah
Angin
Yusuf Dewantoro Herlambang

3. Analisa Pengaruh Variasi Sudut Mixing Chamber terhadap Entrainment B.12 – B.18
Ratio dan Distribusi Tekanan pada Steam Ejector dengan Menggunakan
CFD
Bachtiar Setya Nugraha

4. Kaji Eksperiman Turbin Angin Poros Horizontal Tipe Kerucut Terpancung B.19 – B.24
dengan Variasi Sudut Sudu untuk Pembangkit Listrik Tenaga Angin
Bono

5. Efek Hot EGR terhadap Performa dan Emisi Jelaga pada Motor Diesel B.25 – B.30
dengan Menggunakan Bahan Bakar Campuran Biosolar dan Jatropha
Biodiesel
Jhonni Rentas Duling

6. Analisa Performa Mesin Diesel dengan Sistem Venturi Scrubber – EGR B.31 – B.36
Menggunakan Bahan Bakar Campuran Solar – Minyak Jarak
Stefan Mardikus

7. Peningkatan Kualitas Pengering Ikan dengan Sistem Tray Drying B.37 – B.42
Bambang Setyoko, Seno Darmanto, Rahmat

8. Peningkatan Unjuk Kerja Ketel Tradisional Melalui Heat Exchanger B.43 – B.47
Rianto, W.

9. Kajian Eksperimental Kelayakan dan Performa Alat Penukar Kalor Tipe B.48 – B.53
Shell and Tube Single Pass dengan Metode Bell Delaware
Sri Utami Handayani, Didik Ariwibowo, Fauzi Kusuma NH

10. Kaji Eksperimental Kinerja Turbin Crossflow Berbasis Konstruksi Silinder B.54 – B.59
(Drum) Poros Vertikal untuk Potensi Arus sungai
Sahid

11. Kaji Eksperimental Kinerja Turbin Air Hasil Modifikasi Pompa Sentrifugal B.60 – B.64
untuk Pembangkit Listrik Tenaga Mikrohidro
Gatot Suwoto

12. Aplikasi Kolektor Matahari Model Plat Datar untuk Proses Pengeringan B.65 – B.68
Seno Darmanto dan Senen

13. Aplikasi Tungku Tak Permanen untuk Pengeringan Blok Bata Mentah B.69 – B.73
Windu Sediono, Seno Darmanto

14. Analisis Karakteristik Electrical Modul Photovoltaik untuk Pembangkit B.74 – B.78
Listrik Tenaga Surya Skala Laboratorium
M Denny Surindra

ISBN 978-602-99334-1-3
iv

15. Design Simulator Fresh Water Tank di PLTU dengan Water Level Control B.79 – B.84
Menggunakan Mikrokontroler
M Denny Surindra

16. Studi Desain Konseptual Sistem Balance of Plant (BOP) Pembangkit B.85 – B.90
Listrik Tenaga Uap (PLTU) Skala Kecil
Hariyotejo Pujowidodo

C. Material
1. Pengaruh Temperatur Tuang dan Ketebalan Benda terhadap Kekerasan C.1 – C.5
Besi Cor Kelabu dengan Pengecoran Lost Foam
Sutiyoko, Suyitno

2. Studi Analisis Pengaruh Variasi Beban dan Kecepatan terhadap Laju C.6 – C.11
Keausan Dies pada Proses Cold Upset Forging Aluminium dengan
Menggunakan Software Berbasis FEM
Norman Iskandar, Rusnaldy, Ismoyo Haryanto

3. Pengaruh Bending Radius pada Lightening Holes Process terhadap C.12 – C.16
Keretakan AL 2024 T3 Sheet
Yurianto, Ardian Budi W , Eko Boedisoesetyo

4. Pengaruh Kuat Arus Pada Pelapisan Nickel dan Nickel-Hard Chromium C.17 – C.22
Plating terhadap Sifat Fisis dan Mekanis Permukaan Baja AISI 410
Noor Setyo, Viktor Malau

5. Analisa Serbuk Tembaga Hasil Proses Electrorefining dengan Variasi C.23 – C.28
Tegangan dan Waktu Pengendapan Deposit terhadap Bentuk Serbuk dan
Komposisi kimia
Riles M. Wattimena

6. Karakteristik AISI 304 sebagai Material Friction Welding C.29 – C.33
Moh Fawaid, Rifky Ismail, Jamari, Sri Nugroho

7. Pengaruh Parameter Las dan Ketebalan Pelat pada Pengelasan Titik Baja C.34 – C.39
Karbon Rendah Terhadap Kekuatan Geser
Sisworo, Bayuseno, Sri Nugroho

8. Kajian Komprehensif Struktur Mikro dan Kekerasan terhadap Paduan Al-7, C.40 – C.45
1Si-1,5Cu Hasil Pengecoran dengan Metode Evaporative
Wijoyo, Achmad Nurhidayat dan Osep Teja Sulammunajat

9. Pengaruh Arah Serat Gelas dan Bahan Matriks terhadap Kekuatan C.46 – C.51
Komposit Airprofil Profile Fan Blades
Carli, S. A. Widyanto, Ismoyo Haryanto

10. Pengaruh Tekanan Injeksi pada Pengecoran Cetak Tekanan Tinggi terhadap C.52 – C.57
Kekerasan Material ADC 12
Sri Harmanto

11. Variasi Waktu Hard Chromium Plating terhadap Karakteristik Struktur C.58 – C.63
Mikro, Nilai Kekerasan dan Laju Korosi Baja AISI 1008
Sutrisno

Fakultas Teknik Universitas Wahid Hasyim Semarang v

. (Bambang Setyoko)

12. Perilaku Mulur (Creep) Polipropilen dengan perubahan Tegangan dan C.64 – C.69
Temperatur
Iman Mujiarto, A.P. Bayuseno, Jamari

13. Pengaruh Tebal Pelapisan Krom terhadap Rapat Arus Elektroplating pada C.70 – C.75
Geometri Plat, Profil dan Pipa
Sutomo dan Bambang Setyoko

14. Pengaruh Geometri Permukaan dan Arus Listrik terhadap Proses Pelapisan C.76 – C.81
Nikel dengan Elektroplating
Sutomo dan Rahmat

15. Pengaruh Konsentrasi Cu terhadap Sifat Mekanis Paduan Al Cu pada C.82 – C.87
Proses Pembekuan Searah (Unidirectional Solidification)
Sugeng Slamet, Suyitno

D. Perancangan dan Manufaktur
1. Penerapan Metode Rating Faktor dan Mekanika untuk Perbaikan D.1 – D.6
Rancangan Gerobak Bakso Sepeda Motor sebagai Upaya Menjamin
Keselamatan Pengendara
Lobes Herdiman, Taufiq Rochman, dan Hendry Pallas Prasetyo

2. Rancang Bangun Prototipe Alat Tanam Benih Jagung Ergonomis dengan D.7 – D.11
Tuas Pengungkit dan Mekanik Pembuat Lubang untuk Meningkatkan
Kapasitas Tanam
Rindra Yusianto

3. Perancangan Mekanisme Pengontrol Controllable Pitch Propeller D.12 – D.17
Lorentius Yosef Sutadi, Susilo Adi Widyanto, Ismoyo Haryanto

4. Studi Eksperimental Pengaruh Beban terhadap Koefisien Gesek pada D.18 – D.22
Sliding Contact Fase Running-in dengan Tribometer Pin-On-Disc
Didi Dwi Krisnandi, Aan Burhanudin, Eko Armanto, Dian Prabowo
Sulardjaka, Jamari

5. Studi Eksperimen Pengaruh Beban terhadap Perubahan Koefisien Gesek D.23 – D.28
pada Rolling Contact dengan Tribometer Pin- On- Disc Fase Running-in
Aan Burhanudin, Didi Dwi Krisnandi, Eko Armanto, Dian Prabowo,
Sri Nugroho, Jamari,

6. Rancang Bangun dan Pengujian Pemanas pada Disc untuk Alat Uji D.29 – D.34
Tribometer Tipe Pin – On - Disc
Dian Prabowo, Aan Burhanudin, Eko Armanto, Didi Dwi K., Jamari,
Syaiful

7. Proses Permesinan Bubut pada Kaca D.35 – D.39
Rusnaldy, Susilo A.W., Norman I., Triana A., Dika F.P.S

8. Perancangan Mesin Uji Tribologi Pin-On-Disc D.40 – D.45
Eko Armanto, Aan Burhanudin, Didi Dwi Krisnandi, Dian Prabowo,
Ismoyo, Jamari

ISBN 978-602-99334-1-3
vi

E. Industri
1. Pemodelan Minimize Total Biaya Pengendalian Kualitas terhadap Proses E.1 – E.5
Manufakturing Produk Furniture
Sutrisno B, Abd. Haris, Romadhon

2. Perancangan Standart Operating Procedures (SOP) Pengolahan Pasca E.6 – E.11
Panen Rimpang Tanaman Obat dan Identifikasi Good Manufacturing
Practices (GMP) di Klaster Biofarmaka Karanganyar
Fakhrina Fahma, Wahid A. Jauhari, Pungky Nor Kusumawardhani

3. Upaya Peningkatan Kualitas pada Divisi Cetak Koran Menggunakan E.12 – E.17
Pendekatan USE-PDSA di PT. Masscom Graphy Semarang
Diana Puspita Sari, Heru Prastawa, Yuliana Rahmasari

4. Perencanaan Kegiatan Maintenance Pada Sistem Pipe Making Line dengan E.18 – E.23
Pendekatan Reliability Centered Maintenance II (Studi Kasus PT Indonesia
Steel Tube Works Semarang)
Dyah Ika Rinawati, Bambang Purwanggono, Eko Lisysantaka

5. Optimasi Kuantitas dan Jenis Produksi sebagai Upaya Peningkatan E.24 – E.29
Keuntungan Perusahaan
Ratnanto Fitriadi, Indah Pratiwi, Rudi Teguh Aryanto

6. Analisis Efektifitas Reminding untuk Meningkatkan Kepuasan Pelanggan E.30 – E.34
(Studi Kasus PT. Telkom Semarang)
Suwarti, Dwiana Hendrawati

7. Perancangan Kinerja Supply Chain Padi Pasca Panen E.35 – E.39
Mila Faila Sufa

8. Pengaruh Faktor Wujud, Keandalan, Ketanggapan, Jaminan dan Empati E.40 – E.44
terhadap Kepuasan Praktikan di Laboratorium Distribusi Energi Politeknik
Negeri Semarang
Teguh Harijono Mulud, Indung Sudarso

9. Usulan Perbaikan Proses Produksi Berdasarkan Pendekatan sistem HACCP E.45 – E.51
(Hazard Analysis Critical Control Point) (Studi Kasus Pembuatan Kue
Kroket di Toko Roti dan Kue "RAPI" Semarang)
Novi Marlyana, Wiwik Fatmawati, Nur Amalina

10. Pemetaan Persepsi Konsumen terhadap Keluaran Produk Hasil E.52 – E.57
Perancangan Pemutih Beras Mekanik Menggunakan Metode Biplot
Siti Nandiroh

11. Pengendalian Persediaan Barang Jadi Multi Item dengan Metode Lagrange E.58 – E.63
Multiplier (Studi kasus pada Depo Es Krim Perusahaan X di Magelang)
Agus Setiawan, Enty Nur Hayati

12. Penetapan Harga Pokok Produksi (HPP) Produk Rimpang Temulawak E.64 – E.69
Menggunakan Metode Full Costing sebagai Dasar Penentuan Harga Jual
(Studi Kasus : Klaster Biofarmakan Kabupaten Karanganyar)
Fakhrina Fahma, Murman Budijanto, Ayu Purnama

Fakultas Teknik Universitas Wahid Hasyim Semarang vii

. (Bambang Setyoko)

13. Perancangan Konsep Tempat Tidur Rumah Sakit Mempertimbangkan E.70 – E.75
Proses Pemindahan Pasien (Studi Kasus: Rumah Sakit ”ZZZ” di Surakarta)
Rahmaniyah Dwi Astuti, Ilham Priadythama, Nanung Eko Setyawan

F. Elektronika dan Informatika
1. Analisis Hambatan Implementasi E-Government di Wilayah Kecamatan F.1 – F.6
Tingkir, Salatiga
Yusuf Sulistyo Nugroho, Fatah Yasin Al Irsyadi

2. Building an Apple iPad Mini Theater System Through iXtreamer F.7 – F.10
Budi Berlinton Sitorus

3. Pengaruh Suhu dan Kelembaban terhadap Nilai Resistansi Sensor Gas F.11 – F.16
Berbahan Polymer
Budi Gunawan, Arief Sudarmadji

4. Pengaruh Kadar Air dan Kedalaman Elektroda Batang Tunggal terhadap F.17 – F.22
Tahanan Pembumian pada Tanah liat
Wahyono

5. Aplikasi Motor DC 1000 W 48 V sebagai Penggerak Mobil Listrik Ramah F.23 – F.28
Lingkungan
Margana

6. Kajian Sistem Kendali Space Vector Pulse Width Modulation sebagai F.29 – F.34
Pengendali Motor Induksi 3 Fasa
Emmanuel Agung Nugroho, Joga Dharma Setiawan

7. Implementasi Sistem Kendali Space Vector PWM pada Inverter 3 Fasa F.35 – F.40
Menggunakan Mikrokontrol AT89S52
Emmanuel Agung Nugroho, Joga Dharma Setiawan

8. Respon Sistem Ditinjau dari Parameter Kontroler PID pada Kontrol Posisi F.41 – F.46
Motor DC
Dwiana Hendrawati

9. Analisis Keandalan Sistem Mekanik Controllable Pitch Propeller dengan F.47 – F.51
Pendekatan Kegagalan Keausan
Gutomo, Susilo Adi Widyanto, Ismoyo Haryanto

10. Analisis Dampak Pemasangan Distributed Generation (DG) terhadap Profil F.52 – F.57
Tegangan dan Rugi-rugi Daya Sistem Distribusi Standar IEEE 18 Bus
Agus Supardi, Romdhon Prabowo

11. Sistem Pemantauan dan Pengendalian Persediaan Premium pada SPBU di F.58 – F.63
Wilayah Semarang
Muhamad Danuri, Alex Sujanto

G. Sipil dan Arsitektur
1. Konservasi Lahan Kritis untuk Pertanian Produktif dalam Pencapaian G.1 – G.6
Ketahanan Pangan yang Berkelanjutan di Kecamatan Gunungpati
Semarang
Margareta Maria Sudarwani, Yohanes Dicky Ekaputra

ISBN 978-602-99334-1-3
viii

2. Amblesan Tanah di Muara Kali Semarang Berpengaruh terhadap Luas G.7 – G.12
Genangan dan Kerusakan Infrastruktur Permukiman
Soedarsono

3. Kualitas Estetika Geometris Fisik Ruang Kota Kawasan Lapangan G.13 – G.18
Pancasila Semarang
Esti Yulitriani Tisnaningtyas

4. Fungsi Jalur Pedestrian Diantara Dua Bangunan Pusat Perbelanjaan di G.19 – G.25
Koridor Jalan A. Yani (Ditinjau dari Atribute Kenyamanan dan Visibilitas
Penggunanya pada Malam Hari)
Esti Yulitriani Tisnaningtyas

H. Poster
1. Efektifitas Antibiotik Herbal dan Sintetik pada Pakan Ayam Broiler H.1 – H.6
Terhadap Performance, Kadar Lemak Abdominal dan Kadar Kolesterol
Darah
Winny Swastike

IINDEKS PENULIS UTAMA MAKALAH
PETUNJUK PENULISAN ARTIKEL MAJALAH ILMIAH MOMENTUM

Fakultas Teknik Universitas Wahid Hasyim Semarang ix

ANALISA SISA CHLOR PADA JARINGAN DISTRIBUSI
AIR MINUM PDAM KOTA SEMARANG

Benny Syahputra
Jurusan Teknik Lingkungan Fakultas Teknik UNISSULA
E-mail : abu_fadiyah@yahoo.com

Abstrak
Konsentrasi sisa chlor pada jaringan distribusi air minum PDAM Kota Semarang daerah
layanan Perumahan BSB Jatisari belum memenuhi standar baku mutu. Tujuan dari penelitian
ini yaitu untuk menentukan konsentrasi sisa chlor di setiap node dan untuk mengetahui
pengaruh dari jarak reservoir ke konsumen terhadap konsentrasi sisa chlor. Penelitian ini
menggunakan analisis kuantitatif menggunakan analisis korelasi dan regresi, sedangkan
analisis deskriptif dijelaskan melalui tabel dan grafik. Variabel bebas yang digunakan adalah
jarak distribusi (jarak reservoir ke konsumen), sedangkan variabel terikatnya adalah
konsentrasi sisa chlor. Hasil penelitian juga menunjukkan konsentrasi sisa chlor pada node
terdekat pompa injeksi adalah 1,19 mg/l, sedangkan pada node terjauh adalah 0,27 mg/l ,
adanya hubungan negatif antara jarak reservoir ke konsumen terhadap konsentrasi sisa chlor,
dimana semakin bertambah jarak reservoir ke konsumen maka konsentrasi sisa chlor akan
semakin berkurang. Hubungan ini mempunyai korelasi yang tidak kuat, artinya ada faktor-
faktor lain yang juga ikut mempengaruhi. Faktor-faktor tersebut yaitu debit aliran, kecepatan
aliran, dimeter pipa dan koefisien kekasaran dinding pipa. Dari perhitungan regresi
didapatkan persamaan y=-0,002+1,17, itu artinya setiap jarak reservoir ke konsumen
bertambah 1 meter maka konsentrasi sisa chlor akan berkurang 0,002 mg/l. Dengan demikian,
sisa chlor akan habis pada jarak 585 meter dari reservoir.

Kata kunci: chlor, PDAM, distribusi

PENDAHULUAN
Sisa chlor mempunyai hubungan yang sangat erat dengan jarak distribusi air, hal ini senada
dengan hasil penelitian yang dilakukan oleh Ibroni (2007), didapatkan hasil bahwa terjadi
penurunan sisa chlor pada konsumen atau pelanggan yang jaraknya jauh dari proses pengolahan.
Sehingga sisa Chlor pada konsumen yang dianjurkan minimal 0,2 mg/l tidak dapat tercapai. Dari
penelitian tersebut didapat hasil keadaan sisa chlor pada konsumen atau pelanggan jarak dari
sumber pengolahan yaitu pada jarak dekat 72 % baik, jarak sedang 53 % baik, jarak jauh 43 % baik
, yaitu lebih dari 0,2 mg/l. Konsumen yang mempunyai jarak terjauh tentunya akan mempunyai
kandungan sisa chlor yang sangat rendah, sehingga kualitas air terancam tercemar oleh hadirnya
bakteri pathogen yang dapat mengganggu kesehatan.
Berdasarkan hasil penelitian M. Festiyanti (2006) didapatkan bahwa ada hubungan yang
bermakna antara sisa chlor bebas dengan jumlah bakteri Eschericia coli (p= 0,05). Penelitian yang
dilakukan oleh Festiyanti tersebut jelas sekali menunjukkan bahwa pipa-pipa PDAM banyak yang
tercemar oleh bakteri terutama oleh bakteri Eschericia coli.
Begitu juga penelitian yang dilakukan oleh Afrilian (2004) didapatkan bahwa ada
hubungan antara jarak perpipaan dengan jumlah Eschericia coli (p= 0,002) pada distribusi air
perpipaan dari sumber mata air. Oleh karena itu, peneliti ini ingin membuat model sisa chlor dan
dwelling time agar aliran air PDAM terjaga kualitasnya serta aman dikonsumsi oleh masyarakat.
Pengawasan kualitas air minum harus tetap dijaga mengingat kondisi bakteri pathogen
kerap muncul pada daerah yang mempunyai sumber air kurang baik atau kondisi jaringan pipa
yang sudah tercemar oleh bakteri pathogen. Endarwanto (2009) menjelaskan dalam penelitiannya
yang dilakukan di Kodya Pekalongan. Hasilnya dinyatakan bahwa semua (100%) sample yang
diukur tidak ditemukan sisa chlor bebas pada air distribusi Rogoselo maupun reservoir
Simbangkulon dan kualitas bakteriologis menunjukkan 70% sample baik dan 30% sample tidak
baik. Tidak adanya sisa chlor bebas pada air distribusi Rogoselo dan reservoir Simbangkulon dan
kulaitas bakteriologis tidak baik disebabkan karena tidak cukup kaporit untuk mengoksidasi zat
organic maupun unsur lainnya dalam air apabila terjadi kontaminasi/pencemaran. Untuk
meningkatkan kualitas bakteriologis air minum pihak pengelola harus meningkatakan desinfeksi

Fakultas Teknik Universitas Wahid Hasyim Semarang A.1

A.1. Analisa sisa chlor pada jaringan distribusi ... (Benny Syahputra)

sampai diperoleh sisa chlor bebas 0,2 – 0,5 mg/l di semua bagian dari system distribusi dan pada
lokasi yang ditemukan positif bakteri coliform segera dicari penyebabnya dan kemudian
memperbaikinya.

METODE

Analisis Konsentrasi Sisa Chlor
Pada tahap ini digunakan program Waternet 2.1 untuk menentukan konsentrasi sisa chlor di
jaringan distribusi air minum Perumahan BSB Jatisari Semarang.

Analisis Pengaruh Dari Jarak Reservoir Ke Konsumen
Penelitian ini menggunakan analisis kuantitatif dengan analisis korelasi dan regresi,
sedangkan analisis deskriptif dijelaskan melalui tabel dan grafik. Variabel bebas yang digunakan
adalah jarak distribusi (jarak reservoir ke konsumen), sedangkan variabel terikatnya adalah
konsentrasi sisa chlor.

HASIL DAN PEMBAHASAN
Dari hasil simulasi sisa chlor dengan program waternet 2.1 diperoleh konsentrasi sisa chlor
seperti pada tabel 1

Tabel 1. Konsentrasi Sisa Chlor

Konsentrasi
Nomor Node Sisa Chlor
(mg/L)
2,3,4,5,7,8,9,10,16,17,18,19,20,21,22,32,33,34,35,36,37,58,94, 1,01-1,20
148,149,153,239,241
11,23,24,25,38,39,48,49,59,60,67,68,69,70,106,110,111,112, 0,91-1,00
113,114,115,116,117,150,151,154,155,156,165,166,183
12,13,26,27,28,40,41,42,43,50,51,52,53,61,62,71,72,73,74,75, 0,81-0,90
76,107,152,157,158,159,160,167,168,169,172,173,184,208,20
9,211,212,213,
29,30,31,54,55,63,64,77,78,79,101,120,122,123,124,125,131,1 0,71-0,80
32,133,134,135,136,161,162,171,174,185,201,202,203,203,20
4,205210
0,61-0,70
6,15,44,45,46,47,56,57,80,100,109,118,126,127,128,145,163,1
64,179,186,187,188,195,196,197,198,214,215
65,66,81,82,83,84,85,86,87,88,89,96,97,98,99,137,138,139, 0,51-0,60
140,146,147175,181,182,189,193,194,199,200,217,218,219,22
7,228,230,231
90,91,92,93,95,108,119,129,141,142,143,190,191,206,207, 0,41-0,50
229,232
121,130,144,176,177,178,180,192,216,220,221,223,225, 0,31-0,40
226,233,234,236,237,238
179, 224,235 0,21-0,30
- 0,00-0,20
Sumber : Hasil Analisis, 2012

ISBN 978-602-99334-1-3
A.2

Reservoir,
pompa, tangki

Ket :
pipa 0,2 m
pipa 0,16 m
pipa 0,11 m
pipa 0,09 m
node

Gambar 1. Letak Nomor Pipa pada Jaringan Pipa Distribusi Air Minum


A.1. Analisa sisa chlor pada jaringan distribusi ... (Benny Syahputra)

Reservoir,
pompa, tangki

Ket :
pipa 0,2 m
pipa 0,16 m
pipa 0,11 m
pipa 0,09 m
node

Gambar 2. Letak Nomor Node pada Jaringan Pipa Distribusi Air Minum

Berdasarkan gambar 2, dapat diketahui adanya kecenderungan semakin jauh jarak anatara
reservoir dengan konsumen, maka semakin kecil atau sedikit sisa chlor. Hal ini dapat diketahui dari
nilai korelasi antara jarak distribusi air (jarak dari reservoir ke konsumen) dengan konsentrasi sisa
chlor adalah sebesar -0,677 dengan nilai signifikan = 0,000 (dimana nilai signifikan tersebut <
0,05). Hal tersebut dapat diartikan bahwa ada hubungan negatif antara jarak distribusi air (jarak
dari reservoir ke kosumen) dengan konsentrasi sisa chlor, dimana semakin jauh jarak distribusi air
(jarak dari reservoir ke konsumen) maka semakin kecil konsentrasi sisa chlornya.
Nilai korelasi dari kedua variabel tersebut tidak kuat, yaitu 0,677 (korelasi dinyatakan kuat
jika bernilai 1 atau mendekati 1), artinya ada faktor-faktor lain yang juga ikut mempengaruhi
berkurangnya konsentrasi sisa chlor dengan bertambahnya jarak reservoir ke konsumen. Hal
tersebut senada dengan pernyataan Triatmadja (2007) bahwa berkurangnya konsentrasi chlorin

ISBN 978-602-99334-1-3
A.4

selama mengalir dalam pipa disebabkan oleh dua reaksi yaitu bulk reaction dan pipe wall reaction.
Bulk reaction merupakan pengurangan konsentrasi sisa chlor akibat reaksi dengan komponen-
komponen yang terlarut di dalam air. Hal ini dapat terjadi akibat masuknya komponen-komponen
organik maupun mikroorganisme ke dalam pipa. Bulk reaction merupakan koefisien laju
pengurangan konsentrasi sisa chlor diukur melalui pengujian laboratorium terhadap sampel air
pada jaringan distribusi air minum di Perumahan BSB Jatisari.
Untuk pipe wall reaction merupakan koefisien pengurangan konsentrasi sisa chlor akibat
reaksi dengan dinding pipa. Terjadinya reaksi dengan dinding pipa dapat disebabkan karena adanya
lapisan biologis/ biofilm atau karena terjadinya korosi pada pipa. Jenis pipa yang digunakan dalam
jaringan distribusi air minum di Perumahan BSB Jatisari adalah pipa GI (Galvanis Iron) dan
PVC(Polyvinyl Cloride). Pipa GI terbuat dari besi sehingga mudah terkorosi, sedangkan pipa PVC
terbuat dari bahan plastik. Sisa klor yang terlalu tinggi dalam jaringan pipa dapat menyebabkan
terjadinya korosi pada pipa. pH air yang terlalu asam juga dapat menyebabkan korosi. Untuk nilai
pipe wall reaction, ditentukan melalui prosedur kalibrasi oleh pihak penyedia layanan air minum.
Berdasarkan model regresi untuk jarak distribusi air (jarak dari reservoir ke konsumen)
dengan konsentrasi sisa chlor dinyatakan dengan persamaan Y = -0,002X+1,17. Hasil uji regresi
diperoleh R2=0,570. Y merupakan konsentrasi sisa chlor (mg/L), dan X adalah jarak dari reservoir
ke konsumen (meter). Model tersebut menunjukkan bahwa setiap bertambahnya jarak distribusi air
(jarak dari reservoir ke konsumen) sebesar satu meter, maka konsentrasi sisa chlor akan turun
sebesar 0,002 mg/L. Dengan demikian sisa chlor akan habis (konsentrasi sisa chlor = nol) pada
jarak 585 m dari reservoir.

KESIMPULAN
Berdasarkan hasil simulasi sisa chlor pada jaringan distribusi air minum Perumahan BSB
Jatisari Semarang dengan program waternet 2.1, serta hasil analisis mengenai pengaruh jarak dari
reservoir ke konsumen terhadap konsentrasi sisa chlor, maka dapat ditarik kesimpulan bahwa
konsentrasi sisa chlor pada titik terdekat (node 7) dengan pompa injeksi chlorin adalah 1,19 mg/L,
sedangkan pada titik terjauh (node 224) adalah 0,27 mg/L.
Konsentrasi sisa chlor akan semakin berkurang dengan semakin bertambahnya jarak dari
reservoir ke konsumen. Dari persamaan regresi Y = -0,002X + 1,17, diperoleh hasil bahwa sisa
chlor akan habis (konsentrasi sisa chlor = nol) pada jarak 585 meter dari reservoir.

SARAN
Sebaiknya pemantauan sisa chlor tidak hanya dilakukan pada titik terdekat pompa injeksi
chlorin, tetapi juga pada titik terjauh sehingga kualitas air yang terkait sisa chlor dapat diketahui
dengan baik, sehingga kualitas air PDAM dapat terjaga dan terhindar dari kontaminasi pathogen
yang mengganggu kesehatan.

DAFTAR PUSTAKA
Afrilian, F. 2004. Hubungan Jarak Perpipaan Dengan Jumlah Eschericia coli Pada Distribusi Air
Perpipaan Dari Sumber Mata Air. e-journal Undip.
Endarwanto.2009. Hubungan Sisa Chlor Bebas Dengan Jumlah Bakteri Coliform Pada Air Minum
Perusahaan Daerah Air Minum Kodya Pekalongan. e-journal Undip..
Festiyanti, M. 2006. Hubungan Sisa Chlor Bebas Dengan Jumlah Bakteri Coliform Pada Air
Minum PDAM Kabupaten Semarang Tahun 2006. . e-journal Undip..
Ibroni, M. 2007. Tinjauan Pelaksanaan Chlorinasi Air Bersih dan Kaitannya Dengan Sisa Chlor Di
PDAM Tirtanadi Medan Tahun 1997. e-journal FKM USU.


A.2. Development of efficient calcium oxalate … (Andri C. Kumoro)

DEVELOPMENT OF EFFICIENT CALCIUM OXALATE
REMOVAL TECHNIQUES FROM TARO CORMS

Andri Cahyo Kumoro
Department of Chemical Engineering, Faculty of Engineering, Diponegoro University,
Jl. Prof. H. Soedarto, SH – Tembalang - Semarang, 50275
Email: andrewkomoro@undip.ac.id

Abstract
Taros (Colocusiu and Xanthosoma spp.) are tropical root crops commonly referred to as
cocoyams, which have been used as subsistence staple foods in many parts of the tropics and
sub-tropics in Africa and Australasia. Proximate analysis of the taro corms has shown that it
contains digestible starch, protein of good quality, vitamin C, thiamin, riboflavin and niacin.
However, one major limiting factor in the utilization of taros is the presence of oxalates which
impart acrid taste or cause irritation when foods prepared from them are eaten. Ingestion of
foods containing oxalates has also been reported to cause caustic effects, irritation to the
intestinal tract and absorptive poisoning as well as disrupting the bio-availability of calcium.
While several methods have been made to reduce oxalate content in taro corms, none has been
reported to meet the satisfactory level of the consumers. Considering that calcium oxalate
content in the skin is higher than in the tuber flesh and that physical (thermal and irradiation)
degradation of calcium oxalate is more pronounced than chemical and biological
degradations, a method to reduce the calcium oxalate content in the taro corms is proposed.
The proposed method involves peeling, washing, steeping, boiling and drying, which is
expected to remove about 93.14% of the original calcium oxalate content.

Keywords: taro; calcium oxalate; removal; development

INTRODUCTION
Taros (Colocasia) (Figure. 1) are root crops that are easily found in both the tropical and
subtropical regions of the world. Taros are native to Asia, which Colocasia esculenta is the species
that mostly grown in West Africa with Ghana and Nigeria being the main producers (Ihekoronye &
Ngoddy, 1985). They are also important crops in Hawaii, Japan, and other Pacific nations. The

(a) (b)

a b

Figure 1. Taro plant (a) and Taro Corms (b)

world’s annual production of this crop is predicted to be 5.5 million tones, which provides about a
third of the food supply of more than 400 million people in the tropics (FAO, 1991). Taros can be
processed into several food and feed products and industrial inputs as good as potatoes in the
Western world. Taro corms processing is targeted for obtaining products that are stable in terms of
longevity, nutrition, and palatability. Peeling, boiling, roasting, deep frying, pasting and milling are
the important processing methods (Obiechina & Ajala, 1987). It has been observed that, in spite of
the fact that taros are neglected crops, their compositional value is high (Agbor-Egbe and Richard,
1990) leading to their use as subsistence staple foods in many parts of the tropics and sub-tropics in
Africa. They produce starch storage corms and cormels, and have several cultivars throughout the

ISBN 978-602-99334-1-3
A.6

world. Proximate analysis of the taro corms has shown that they contain digestible starch, protein
of good quality, vitamin C, thiamin, riboflavin and niacin Onwueme (1994).
Apart of all the above mentioned potentials, it has been reported that the consistent
palatability problems associated with taros have hindered the realization of its full potentials.
Bradbury & Holloway (1988) found that the causes of the antinutritional and off-taste problems
have been identified as calcium oxalate crystals and other acidic and proteinaceous principles. They
also reported that the content of calcium oxalate varied with the position in the corm. The content
was 451, 182 and 84 mg/100 in the skin, 1 cm below skin and the centre of the corm, respectively.
Ingestion of foods containing oxalates has been reported to cause caustic effects, irritation to the
intestinal tract and absorptive poisoning (Sakai, 1972) and disturb the bio-availability of calcium
(Guéguen and Pointillart, 2000). It occurs as the free acid, as soluble salts of potassium and
sodium, and as insoluble salts of calcium, magnesium and iron (Noonan and Savage, 1999). The
lethal dose of calcium oxalate to human is 2 g (Albihn and Savage, 2001). It could therefore be
recommended that the intake of calcium oxalate in one meal does not exceed two-third of this
lethal dose. However, the threshold level of calcium oxalate in food is 71 mg/100g (Sefa-Dedeh
and Agyir-Sackey, 2004). The objective of this paper was to propose an efficient technique to
reduce the calcium oxalate content in the taro corms.

LITERATURE SURVEYS ON THE CALCIUM OXALATE REMOVAL METHODS
Several attempts have been made to reduce oxalate content in taros. The peels of tubers
contain more oxalate than the peeled tubers (Akpan and Umoh, 2004), therefore peeling should be
the first step to do when removing calcium oxalate from tubers (Sangketkit et al., 2001). Removal
of the thick layer of skin and long period of cooking is required to remove acridity (Crabtree and
Baldry, 1982). Onayemi and Nwigwe (1987) observed that soaking of sliced taro corms in water
and in solutions of citric acid and EDTA reduced the oxalate levels ranging from 9 to 26%.
Steeping of taro slices in water at 30 oC for 24 hours was reported to reduce the oxalate-salt content
35% of its original content, respectively (Iwuoha and Kalu, 1995). In other investigation, soaking
of taro in 0.05% w/v NaOH solution with taro-NaOH solution ratio of 1:4 for 2 hours followed by
drying in the electric oven at 40oC for 16 hours, reduced calcium oxalate content by more than 40%
(Tattiyakul et al., 2006). While no detail information was given in their article, Carpenter and
Steinke (1983) reported that anaerobic fermentation, baking or extraction with ethanol also helps in
the reduction of acridity levels in taro. Fermentation in water affected a significant reduction in
oxalate level (58 to 65%) depending on the fermentation period (Oke and Bolarinwa, 2012).
Osisiogu et al. (1974) observed that boiling of taros for 15 min brought about considerable
reduction in the irritant effect. They concluded that the irritant principle of taros could be destroyed
by volatilization and not by heating. In another study, boiling for 30 min at 90oC removed about of
the irritant substance (Iwuoha and Kalu, 1995), indicating that irritation and itching caused by the
acridity factor may not be observed when taro is thoroughly cooked (Agwunobi et al. 2000).
Albihn and Savage (2001) observed that repeated boiling for 15 minutes with changes the water
every boiling reduced the calcium oxalate content in taro corm. Akpan and Umoh (2004) used of
heat treatment and different concentrations of tetracycline during cooking to reduce the level of
acridity in taro. Boiling for 40 minutes caused significant reduction of calcium oxalate of Japanese
taro (Catherwood et al., 2007). Similar results were reported previously by Savage et al. (2000),
Savage (2002) and Quinteros et al. (2003).
Although it has been reported that the traditional methods including drying of taros may
reduce oxalate (Purseglove, 1972), they do not completely remove it as itching is still reported by
many consumers (Onayemi & Nwigwe, 1987). The trend of oxalate levels obtained from oven
drying, observed for the 24 h dried samples, was not different from that obtained in the 12 h dried
samples (Sefa-Dedeh and Agyir-Sackey, 2004), which was from 302 to 200g/100g (33.77%).
Drum-drying reduced oxalate levels by approximately 50% to average levels ranging from 99.9 to
192 g/100 g (Sefa-Dedeh and Agyir-Sackey, 2004) from its original value between 302-309
g/100g. High temperature is known to cause the calcium oxalate-containing cells (raphides) to
collapse, leading to the breakdown of oxalate structure. The trend of oxalate levels observed for the
24 h solar dried samples was not different from that obtained in the 12 h dried samples (Sefa-



Dedeh and Agyir-Sackey, 2004) from 302 to about 100g/100g (66.89%). It is clear that solar
drying performes better calcium oxalate reduction than oven drying. Roasting of taro corm at
165oC within 40-45 min reduces about 54.56% of its calcium oxalate content (Iwuoha and Kalu,
1995). However, more recent investigation reported that baking was found to increase the calcium
oxalate content in dry matter (Albihn and Savage, 2001). Similar results were reported by Savage
et al. (2000), Savage (2002), Quinteros et al. (2003) and Savage and Martensson (2010).
Despite all these efforts, there is little information about the detail and efficiency of the
various processes in relation to the measured parameter(s). In addition, the available reports about
the effects of processing on oxalates appear conflicting and inconclusive.

THE CALCIUM OXALATE DEGRADATION
As far as the literature surveys were done, the degradation of calcium oxalate might occur
through the following manners:

1. Thermal degradation

CaC2O4. n H2O(s) → CaC2O4 (s) + n H2O (g)

CaC2O4(s) + heat → CaCO3(s) + CO (g)

CaCO3(s) → CaO(s) + CO2 (g)

The presence of Na+ ions was found to increase the decomposition rate and reduce the
activation energy of the above reaction. The Na+ ions act as a catalyst for the decomposition
reaction (Schempf et al., 1965).

2. Irradiation degradation: Gamma ray irradiation increased the decomposition rate of calcium
oxalate (Basahel et al., 1987). This conclusion was based on their observation where morning
and afternoon sun drying caused different efficiency due to different sunlight intensity and rays
composition.

3. Biological degradation: Anaerobic fermentation helps in reduction of acridity levels in taro
(Carpenter and Steinke, 1983). In addition, uncontrolled fermentation of taro chips (2-2.5 cm
thickness) in water reduced their calcium oxalate content (Oke and Bolarinwa, 2012).

THE CALCIUM OXALATE REMOVAL METHOD DEVELOPMENT
Based on the degradation mechanisms of calcium oxalate and the previous investigations
by other researchers on the reduction of calcium oxalate in taro corms as affected by cooking
methods, an efficient technique to remove the calcium oxalate from taro corms in developed. With
the facts that discrepancy was reported by previous researchers on the effects of baking as an
example of dry thermal treatment on the reduction of calcium oxalate, two options are given to
whether or not using these techniques. The schematic diagram of the proposed calcium oxalate
removal method is depicted in Figure 2.
Holland et al. (1991) reported that the taro corm contains about 5 g skins for 100 g corm.
Therefore, removal of the skin from the corm will reduce 15% of the total calcium oxalate content
in the corm. If the average calcium oxalate content in the taro corm is about 590 mg/100 g corm
(Iwuoha and Kalu, 1995), then the expected concentration of calcium oxalate in the product dried
taro chips will be 38.8 mg/100 g corm. This value is about a half of the threshold levels of calcium
oxalate (71 mg/100g) in food products as suggested by Sefa-Dedeh and Agyir-Sackey (2004).

l method is depicted in Figure 2.

ISBN 978-602-99334-1-3
A.8

Figure 2. The Schematic Diagram of Calcium Oxalate Removal from Taro Corm

CONCLUSIONS
A method has been developed to reduce the calcium oxalate content of taro corm to a safe
level based on the calcium oxalate degradation mechanism and effects of cooking methods on the
calcium oxalate reduction. The proposed method involves peeling, washing, steeping, boiling and
drying, which is expected to remove about 93.14% of the original calcium oxalate content.

ACKNOWLEDGEMENT
The author greatly acknowledges the Directorate of Research and Community Service,
Directorate General of Higher Education, Ministry of Education and Culture the Republic of
Indonesia for its financial support through National Strategic Research Grant 2012.

REFERENCES
Agbor-Egbe, T. and Richard, J. E., 1990, Evaluation of the chemical composition of fresh and
stored edible aroids. Journal of the Science of Food and Agriculture, 53, 487–495.
Agwunobi, I. N. Okafor, E. P. and Ohazurike, N., 2000, Tannia Cocyam tuber meal (Xanthosoma
sagittifolium) as a replacement for maize grain in the diets of rabbits, Global Journal of
Pure and Applied Sciences, 6 (3), 419-424
Akpan, E.J. and Umoh, I.B., 2004, Effect of heat and tetracycline treatments on the food quality
and acridity factors in Cocoyam [Xanthosoma sagittifolium (L.) Schott], Pakistan Journal
of Nutrition, 3 (4), 240–243.
Albihn, P.B.E. and Savage, G.P., 2001, The effect of cooking on the location and concentration of
oxalate in three cultivars of New Zealand-grown oca (Oxalis tuberose Mol). Journal of the
Science of Food and Agriculture, 81, 1027-1033.
Basahel, N.S., Obaid, A. Y. and Diefallah, E. H. M, 1987, Kinetic Analysis of Thermal
Decomposition Reaction III. Irradiation Effects on the Thermal Decomposition of Calcium
Oxalate Monohydrate, Radiation Physics and Chemistry, 29, 6, 447-450.



Bradbury, J. H. & Holloway, W. D., 1988, Chemistry ofTropical Root Crops: SigniJicance for
Nutrition and Agriculturein the Pact& Australian Center for InternationalAgricultural
Research, Canberra, Australia, pp. 51-68,110-19.
Carpenter, J. R. and Steinke, W. E., 1983, Animal feed. In Taro-a Review of Colocasia esculenta
and its Potentials, ed. J. Wang. University of Hawaii Press, Honolulu, HI, USA.
Catherwood, D.J., Savage, G.P., Mason, S.M., Scheffer, J.J.C. and Douglas, J.A., 2007, Oxalate
content of cormels of Japanese (Colocasia esculenta (L.) Schott) and the effect of cooking.
Journal of Food Composition and Analysis, 20, 147–151.
Crabtree, J. and Baldry, J., 1982, Technical note: the use of taro products in breed making. Journal
of Food Technology, 17, 771-777.
FAO, 1991, Quarterly Bulletin of Statistics of the Food and Agriculture Organization of the United
Nations (Vol. 4).
Guéguen, L. and Pointillart, A., 2000, The Bioavailability of Dietary Calcium. Journal of the
American College of Nutrition, 19(2), 119S-36S.
Holland, B., Unwin, I. D. and Buss, D. H., 1991, Vegetables, Herbs and Spices. The Fifth
Supplement to McCance & Widdowson's The Composition of Foods (4th Edition). 163
Seiten. Royal Society of Chemistry, Cambridge.
Ihekoronye, A. I. and Ngoddy, P. O., 1985, Cocoyams. In Integrated Food Science and Technology
for the Tropics. Macmillan, London, UK.
Iwuoha, I.C. and Kalu, A.F., 1995, Calcium oxalate and physico-chemical properties of cocoyam
(Colocasia esculenta and Xanthosoma sagittfolium) tuber flours as affected by processing,
Food Chemistry, 54 (1), 61 - 66.
Noonan, S. C. and Savage, G. P., 1999, Oxalate content of foods and its effect on humans. Asia
Pacific Journal of Clinical Nutrition, 8, 64-74.
Obiechina, O. C.and Ajala, A. A., 1987, Socioeconomic and cultural importance of cocoyam as a
staple food. In Proceedingsof the 1st National Workshop on Cocoyam.NRCRI, Umudike,
Nigeria, pp. 180-4.
Oke, M. O. and Bolarinwa, I. F., 2012, Effect of Fermentation on Physicochemical Properties and
Oxalate Content of Cocoyam (Colocasia esculenta) Flour, ISRN Agronomy,
doi:10.5402/2012/978709
Onayemi, O. and Nwigwe N.C., 1987, Effect of processing on the oxalate content of cocoyam.
Food Technology, 20, 293-295.
Onwueme, I.C., 1994, Tropical root and tuber crops - Production, perspectives and future
prospects. FAO Plant Production & Protection Paper 126, FAO, Rome. 228 pp.
Osisiogu, I.U.W., Uzo, J.O. And Ugochukwu, E.N. 1974. The Irritant Effect of Cocoyams. Planta
Medica, 26, 166–169.
Purseglove, J. W., 1972, Araceae. In Tropical Crops: Monocotyledons.Longman, Essex, UK.
Quinteros, A., Farre, R. and Lagarda, M.J., 2003. Effect of cooking onoxalate content of pulses
using an enzymatic procedure. International Journal of Food Sciences and Nutrition, 54,
373–377.
Ross, A. B., G. P. Savaga, R. J. Martin, and L. Vanhanen. 1999. Oxalates in oca (New Zealand
Yam) (Oxalis tuberose Mol.). Journal of Agricultural and Food Chemistry , 47:5019–5022.
Sakai, W. S. and Nwufo, M. I., 1972, Raphides with Barbs and Groves in Xanthosoma sagitifolium
Aracae, Science, 314-315.
Sangketkit, C., Savage, G. P., Martin, R. J. and Mason, S. M., 2001, Oxalate content of raw and
cooked oca (Oxalis tuberosa). Journal of Food Composition and Analysis, 14, 389–397.
Savage, G. P., 2002, Oxalates in human foods. Proceedings of the Nutrition Society of New
Zealand 27, 4-24.
Savage, G.P., Vanhanen, L., Mason, S.M. and Ross, A.B., 2000, Effect of cooking on the soluble
and insoluble oxalate content of some New Zealand foods. Journal of Food Composition
and Analysis, 13, 201-206.
Schempf, J. M., Freeberg, F. E. and Angelon, F. M., 1965, Effect of Sodium Ion Impurity on
Thermal Decomposition Reaction of Calcium Oxalate as Studied by Absorption Infrared
Spectrometric and Thermoanalysis Techniques, Analytical Chemistry, 37 (13), 1704-1706

ISBN 978-602-99334-1-3
A.10

Sefa-Dedeh, S. and Agyir-Sackey, E. K., 2004, Chemical composition and the effect of processing
on oxalate content of cocoyam Xanthosoma sagittifolium and Colocasia esculenta cormels,
Food Chemistry, 85, 479-487.
Tattiyakul, J., Asavasaksakul, S. and Pradipasena, P., 2006, Chemical and Physical Properties of
Flour Extracted from Taro Colocasia esculenta (L.) Schott Grown in Different Regions of
Thailand, Scienceasia, 32, 279-284.


A.3. Proses pengolahan limbah industri kelapa sawit … (Hantoro Satriadi, dkk.)

PROSES PENGOLAHAN LIMBAH INDUSTRI KELAPA SAWIT
DENGAN MIKROALGA LIAR

Hantoro Satriadi, Widayat1), Hadiyanto1), Uray Irzandi, Riky Yonas
Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro Semarang
Jl. Prof Soedarto SH Tembalang
1)
C-BIORE (Center of Biomass and Renewable Energy)
E-mail: hantoro_satriadi@gmail.com

Abstrak
Industri kelapa sawit menghasilkan limbah cair yang dikenal palm oil mill effluent
(POME). POME memiliki kandungan BOD sebesar 230 mg/L dan COD sekitar 700
mg/L sehingga tidak dapat dibuang langsung ke lingkungan. Pengolahan yang umum
dilakukan adalah pengolahan fisika dan biologi. Penelitian ini bertujuan untuk
mempelajari proses pengolahan POME dengan menggunakan mikroalga liar, dimana
dipelajari konsentrasi urea (N) dan ammonium bikarbonat (C). Respon yang diamati
adalah konsentrasi biomassa sebagai optical density setiap harinya sampai diperoleh
nilai konstan. Prosedur analisis dengan alat spektrofotometri. Limbah setelah operasi
dianalisis nilai COD dan BOD Prosedur percobaan yang dilakukan berupa
pencampuran POME dan mikroalga kedalam bioreaktor sesuai perbandingan yang
ditentukan. Hasil penelitian menunjukkan bahwa mikroalaga liar yang diperoleh di
Jurusan Teknik Kimia FT UNDIP mampu mengolah POME, dimana pengaruh
pemberian nutrient C dan N terhadap COD dan BOD, bahwa semakin tinggi
penambahan unsur C dan N semakin besar penurunan nilai COD dan BODnya.
Kondisi optimum untuk pengolahan limbah industri kelapa sawit dengan teknologi
mikroalga pada media perbandingan 1 volume mikroalga berbanding 3 volume
POME dengan nutrient 40 ppm urea dan 120 ppm NaHCO3.

Kata kunci: POME, Mikroalga liar, BOD, COD, optical density

1. PENDAHULUAN
Selama bertahun-tahun, kelapa sawit berperan penting dalam perekonomian Indonesia dan
merupakan salah satu komoditas andalan dalam menghasilkan devisa. Produksi kelapa sawit
cenderung meningkat dari tahun ke tahun. Seiring dengan peningkatan prokduktifitas kelapa sawit,
diikuti juga peningkatan limbah yang dihasilkan. Setiap pabrik kelapa sawit membuang
limbah cair yang dikenal palm oil mill effluent (POME), emisi gas dari boiler dan insinerator,
bahan limbah padat seperti tandan buah kosong, serat dan cangkang, dan produk termasuk abu
kalium yang karbonat dan kernel kelapa sawit. Hal ini menjadi limbah di lingkungan yang
signifikan jika tidak dibuang dengan cara yang tepat (Sulaiman dan Ling, 2004).
POME adalah suspensi koloid yang mengandung 95-96% air, 0,6-0,7% minyak dan 4-5%
lemak dan padatan total. POME dikeluarkan dari industry berupa cairan coklat dengan suhu debit
antara 80 °C dan 90 °C dan cukup asam dengan nilai pH kisaran 4,0-5,0. Biasanya POME berisi
nilai rata-rata 6000 mg / l minyak dan lemak. POME rata-rata mengandung BOD (Biologycal
Oxygen Demand) berkisar antara 8.200-35.000 mg liter-1 dan COD(Chemical Oxygen Demand)
berkisar antara 15.103- 65.100mg liter-1 yang akan menjadi bahan pencemar apabila dibuang
langsung ke perairan bebas (DITJEN PPHP Departemen Pertanian, 2006).
Poh dan Chong (2009) telah merangkum tentang pengolahan POME yaitu dengan
anaerobik, aerobik mempunyai keuntungan penggunaan energy rendah (tidak ada aerasi), produksi
fas metana banyak pada produk tetapi pengolahan dengan anaerobic ini mempunyai kekurangan
yaitu memerlukan waktu yang lama dan strat up yang lambat. Pengolahan aerobic mempunyai
keuntungan waktu untuk proses pengolahan relative lebih cepat dan efektif untuk menangani
limbah beracun akan tetapi kekuranganya adlah memerlukan energy yang besar untuk aerasi.
Pengolahan dengan menggunakan membrane mempunyai keuntungan produksinya stabil dan

ISBN 978-602-99334-1-3
A.12

kualitas air yang dihasilkan bagus dan kekuranganya adalah masa penggunaan membrane yang
singkat. Pengolahan dengan evaporasi mempunyai keuntungan bisa mengolah limbah dengan
konsentrasi padatan yang tinggi dari proses dan kekuranganya kosumsi energy yang dipakai besar.
Cara-cara tersebut merupakan cara-cara yang lazim digunakan dalam industri pengolahan CPO.
Kelemahan dari cara-cara tersebut adalah hanya menurunkan kandungan BOD dan COD,
sedangkan komponen lain seperti N,P,K, dan berbagai mineral lain kadarnya masih tinggi sehingga
masih bisa dimanfaatkan diolah lebih lanjut.
Penelitian ini bertujuan untuk menurunkan kadar BOD dan COD yang terdapat di dalam
POME. Treatment yang dilakukan antara lain dengan perbandingan volume POME dengan
mikroalga.

2. METODE PENELITIAN
2.1 Alat dan Bahan Penelitian
Penelitian ini menggunakan alat erlemeyer 500 ml dan magnetic stirer. Bahan yang
digunakan antara lain POME, Mikroalga, urea, dan NaHCO3. POME diperoleh dari PT.
Perkebunan Nusantara VII Lampung, Sumatra. Mikroalga diperoleh dari Laboratorium Pengolahan
Limbah Jurusan Teknik Kimia UNDIP. Berdasarkan pengamatan visual, jenis mikroalga yang
terdapat di kolam Laboratorium Pengolahan Limbah Jurusan Teknik Kimia UNDIP adalah
Clamidomonas.

2.2 Prosedur Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan cara aklimitasi POME dan mikroalga dengan ditambahkan
nutrient urea dan NaHCO3 sesuai dengan variabe percobaan. Campuran POME ini dengan
mikroalga ini diaduk pada kecepatan skala 4. Analisis konsentrasi mikroalga diukur jumlah Optical
Density(OD) sampel. Proses analisa dilakukan sampai dengan nilai OD tetap(14 hari). Setelah 14
hari pisahkan mikroalga pada campuran dengan tawas berkonsentasi 30ppm dan ditambahkan
NaOH 2M hingga pH 11. Campuran diendapkan selama satu hari kemudian filtrate dianalisa
kandungan COD, BOD, sedangkan endapan dianalisa kandungan minyak.

3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1 Pertumbuhan Sel Dengan Variasi Perbandingan Volume Alga Terhadap POME
Dengan menggunakan variasi perbandingan volume mikroalga terhadap POME didapatkan
data seperti gambar 2 dibawah ini.

Gambar 1 Grafik pengaruh variasi perbandingan volume alga terhadap POME

Dari gambar 1 pertumbuhan mikroalga pada pengaruh perbandingan volume alga terhadap
POME cenderung meningkat. Hal ini disebabkan semakin lama waktuu maka jumlah sel yaang ada
semakin banyak. Pada hari pertama sampai hari keenam merupakan fasa adaptasi dari mikroalga
untuk tumbuh di media pertumbuhan POME, sehingga pertumbuhan mikroalga tidak signifikan.



Pada hari keenam sampai hari ke empat-belas merupakan fasa lag dimana mikroalga tumbuh sangat
cepat.
Dari hasil percobaan diatas dapat dilihat pengaruh dari komposisi perbandingan mikroalga
dan POME terhadap pertumbuhan mikroalga. Dari gambar 1 dapat dilihat fluktuasi pertumbuhan
sel mikroalga yang cukup bagus yaitu pada perbandingan 1:1, 1:2, dan 1:3. Pada ketiga
perbandingan ini perbedaan pertumbuhan mikroalga tidak berbeda jauh. Sedangkan untuk
perbandingan 1:4 dan 1:5 pertumbuhan mikroalga terlihat lambat dan tidak terlalu banyak. Dari
semua data diatas dapat disimpulkan bahawa perbandingan kosentrasi antara mikroalga dengan
POME sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan mikroalga. Pengaruh ini disebabkan oleh jumlah
sel awal yang terdapat pada campuran. Semakin sel awal, maka kemampuan mikroalga untuk
membelah diri juga semakin banyak. Akan tetapi pada ratio 1:1 lama kelamaan jumlah selnya
hampir sama dengan 1:3 hal ini disebabkan karena pertambahan jumlah sel tidak dikuti oleh
pertambahan nutrisi untuk sel tersebut. Sehingga sel-sel mikroalga mati karena kekurangan nutrisi.
Setelah dilihat pada perbandingan 1:3 mempunyai pertumbuhan yang paling baik, maka digunakan
untuk variasi selanjutnya.

3.2 Pertumbuhan Sel Dengan Variasi Nutrisi UREA
Pada percobaan terhadap variasi nutrisi UREA teradap pertumbuhan sel mikroalga dapat
dilihat pada gambar 2.

Gambar 2 Grafik Pengaruh Variasi Penambahan Nutrient UREA

Nitrogen mengisi sekitar 12% protoplasma mikroalga dan 5% hingga 6% protoplasma
kapang atau mikroorganisme. Dalam air limbah, nitrogen akan terdapat sebagai nitrogen amoniak,
proporsinya tergantung degradasi bahan organik yang berlangsung. (Simanjuntak, 2009). Dari
penjelasan tersebut dilihat bahwa penambahan unsur nitrogen sangat berpengaruh untuk
pertumbuhan mikroalga.
Dari gambar 2 dapat dilihat bahwa semakin banyak urea ditambahkan maka pertumbuhan
selnya semakin lambat. Hal ini dikarenakan jika rasio karbon terhadap nitrogen terlalu kecil
(jumlah nitrogen terlalu besar) maka akan terjadi kelebihan NH3 yang terbentuk yang akhirnya
dapat menyebabkan proses pengasaman. Proses pengasaman ini akan membuat pertumbuhan
mikroalga terganggu karena mengganggu kestabilan pH optimum. Hal ini terlihat pada jumalah
urea 40, 45 dan 50. Pada variasi-variasi ini, terlihat bahwa fase stasioner kurva pertumbuhan
mereka cenderung menurun. Hal ini disebabkan oleh pengasaman senyawa nitrogen yang
berlebihan sehingga menyebabkan lebih banyak mikroalga yang mati daripada yang direproduksi.
Pada variasi 20 dan 30 dengan rasio nutrisi yang optimum, pertumbuhan mikroalga tidak terganggu
oleh pengasaman nitrogen yang berlebih ataupun terjadi keterbatasan pembentukan sel akibat

ISBN 978-602-99334-1-3
A.14

adanya faktor pembatas dari rasio N yang terlalu besar. Dengan pertumbuhan mikroalga yang
optimal, maka proses degradasi kontaminan dapat berjalan dengan lancar.
Unsur nitrogen sangat penting bagi metabolisme mikroorganisme karena nitrogen
merupakan unsur kunci dalam asam amino dan asam nukleat, dan ini menjadikan nitrogen penting
bagi semua kehidupan. Protein disusun dari asam-asam amino, sementara asam nukleat menjadi
salah satu komponen pembentuk DNA dan RNA. Selain itu, rasio karbon terhadap nitrogen juga
tergantung dari kontaminan yang ingin didegradasi, mikroalga serta jenis nitrogen yang digunakan.
Berkaitan dengan jenis nitrogen yang digunakan, laju degradasi hidrokarbon akan meningkat jika
menggunakan amonium-nitrogen.

3.3 Pertumbuhan Sel Dengan Variasi Penambahan Nutrient NaHCO3
Pada percobaan terhadap variasi nutrisi NaHCO3 teradap pertumbuhan sel mikroalga dapat
dilihat pada gambar 3.

Gambar 3 Grafik Pengaruh Variasi Penambahan Nutrient NaHCO3

Pemberian nutrient NaHCO3 berfungsi untuk menambah kandungan C pada media POME.
Karbon berpengaruh pada proses fotosintesis dari mikroalga dengan bantuan sinar matahri sesuai
dengan persamaan reaksi sbb:

CO2 + H2O + Energi [Cahaya]  ( CH2O)N+ O2

Dari grafik pengaruh variasi penambahan nutrient NaHCO3 cenderung meningkat. Hal ini
disebabkan semakin lama waktu maka jumlah sel yaang ada semakin banyak. Gambar 5 diatas
menunjukan pemberian nutrien yang yang terbaik pada 100 ppm. Hal ini disebabkan penambahan
100 ppm NaHCO3 mengahasilkan perbandingan kandungan nutrisi C, N dan P di media POME
yang baik untuk terjadinya proses fotosintesis mikroalga.

3.4 Nilai COD dan BOD
Dari hasil percobaan pengolahan limbah POME didapatkan nilai BOD dan COD dari
sample awal dan akhir, berikut ini adalah nilai COD dan BOD disajikan pada tabel 1, 2, 3.



Tabel 1 Nilai BOD dan COD Dengan Variasi Perbandingan Volume POME Dan Mikroalga
Setelah Diaklimitasi Selama 14 Hari
Perbandingan volume
BOD (mg/l) COD (mg/l)
(POME : mikroalga)
1:0 110,6 496,67
1:1 79 330
1:2 89,53 368,33
1:3 84,27 388,33
1:4 61,66 173,33
1:5 65,58 181,67
Parameter buangan
75 150
limbah

Pada analisa limbah POME dengan dengan variasi perbandingan volume POME dan
mikroalga menghasilkan nilai COD dan BOD tidak terlalu berkurang secara significant.. Pada
perbandingan volume 1:4 menghasilkan penurunan nilai COD dan BOD paling baik.
Dari gambar 3 dilihat bahwa pada variasi perbandingan volume 1:4 jumlah selnya tidak
terlalu banyak jika dibandingkan dengan variasi 1:1, 1:2 dan 1:3, hal ini dikarenakan dasar
penghitungan jumlah sel yang digunakan adalah counting chamber. Dimana pada teknik
penghitungan ini yang dihitung bukan hanya saja sel hidup akan tetapi sel yang telah mati juga
turut dihitung. Jadi pada variasi perbandingan volume 1:4 ini jumlah mikroalga yang masih aktif
lebih banyak dibandingkan dengan yang lain. Karena sekali lagi yang mempengaruhi nilai BOD
dan COD itu turun itu adalah aktivitas dari mikroalga yang masih hidup.

Tabel 2 Nilai BOD dan COD Dengan Variasi Penambahan Nutrient UREA Setelah Diaklimitasi
Selama 14 Hari Pada Perbandingan Volume Pome Dan Mikroalga 1:3
Kadar pemberian
nutrient UREA (ppm)
0 110,6 496,67
20 66,58 181,67
30 84,27 388,33
40 55,41 158,33
45 67,08 191,67
50 67,50 190,00
Parameter buangan
75 150
limbah

Pada analisa limbah POME dengan dengan variasi variasi penambahan nutrient UREA
menghasilkan penurunan nilai COD dan BOD seperti yang terlihat pada tabel 2. Pada variasi
penambahan nutrient UREA 40ppm menghasilkan penurunan nilai COD dan BOD paling baik.
Hal ini dikarenakan zat-zat kimia yang terdapat pada sampel didegradasi dengan baik oleh
mikroalga.

Tabel 3 Nilai BOD dan COD Dengan Variasi Penambahan Nutrient NaHCO3 Setelah Diaklimitasi
Selama 14 Hari Pada Perbandingan Volume Pome Dan Mikroalga 1:3
Kadar pemberian nutrient
NaHCO3
0 110,6 496,67
50 68,08 191,67
80 68,25 195,00
100 84,27 388,33
120 65,33 186,67
150 68,83 196,67
Parameter buangan limbah 75 150

ISBN 978-602-99334-1-3
A.16

Berdasarkan tabel 2, variasi penambahan nutrient NaHCO3 mampu menghasilkan
penurunan nilai COD dan BOD. Pada penambahan nutrient NaHCO3 120ppm menghasilkan
penurunan nilai COD dan BOD paling baik. Hal ini dikarenakan zat-zat kimia yang terdapat pada
sampel didegradasi dengan baik oleh mikroalga.
Dari semua analisa BOD dan COD, nilai COD yang dihasilkan belum cukup untuk bisa
dibuang ke lingkungan. Perda Provinsi Jawa Tengah No.10 Tahun 2004 batas nilai COD yang
layak dibuang kelingkungan adalah 150 mg/l. Sedangkan untuk nilai BOD yang didapat hampir
semua dari sampel nilai BOD bisa diterima oleh lingkungan karena ambang batas nilai BOD yang
bisa dibuang ke lingkungan adalah 75 mg/l.

4. KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat diperoleh dari hasil penelitian ini adalah sebagai berikut:
a) Limbah POME pond IV dapat dijadikan media pertumbuhan mikrolga liar sehingga dapat
mengurangi kadar BOD dan COD dari limbah POME.
b) Pertumbuhan mikroalga yang terbaik diperoleh pada variasi perbandingan volume POME
dan mikroalga 1:3 dengan menambahkan nutrient 100ppmNaHCO3 dan 30ppm nutient
urea.
c) Penurunan BOD dan COD paling baik terjadi pada variasi perbandingan volume POME
dan mikroalga 1:4. Nilai BOD dan COD yang dicapai adalah 61,66 ppm dan 173,33 ppm
d) Pemberian nutrient C 120 ppm menghasilkan penurunan BOD dan COD paling baik yaitu
65,33 ppm dan 186,67ppm, sedangkan pengaruh pemberian nutrient N 40 ppm
menghasilkan penurunan BOD dan COD paling baik mencapai 55,41 ppm dan 158,33
ppm.

DAFTAR PUSTAKA
Chen Feng, 1991.”High Cell Density Culture Of Microalgae In Heterotropoic Growth”,
Department Of Botany. University of hongkong
Chisti Yusuf (2007), “Biodiesel From Microalgae”, Biotechnology Advances, Vol.25, hal. 294-306.
DEPARTEMEN PERINDUSTRIAN, 2007, “Gambaran sekilas tentang industry kelapa sawit”.
DITJEN PPHP,2006 , Pedoman Pengolahan Limbah Industri Kelapa Sawit . Departemen
Pertanian. Jakarta
Direktorat Pengolahan Hasil Pertanian, 2006 .” Pedoman Pengolahan Limbah Industri Kelapa
Sawit”, Jakarta
Hidup Simanjuntak. (2009). “Study korelasi anatara hubungan BOD dengan C, N, dan K dari
limbah cair kelapa sawit”. Sekolah Pascasarjana Universitas Sumatra Utara. .
Poh P.E. dan Chong M.F., 2009, Development of anaerobic digestion methods for palm oil mill
effluent (POME) treatment. Jurnal Teknologi, Keluaran Khas. 100 (2009) 1–9 The
University of Nottingham Malaysia.
Retno widhiastuti dkk. 2006. “Pengaruh Pemanfaatan Limbah Cair Pabrik Pengolahan Kelapa
Sawit sebagai Pupuk terhadap Biodiversitas Tanah”. Universitas Sumatra Utara.
Song Donghui, Fu Jingjuang (2008), “Exploitation of oil-bearing Microalgae for Biodiesel”,
Chinese Journal of Biotechnologi, Vol. 24, No. 3, hal. 341-348.
Tobing P.L. dan Poelengan Z., 2000,” Pengendalian limbah cair pabrik kelapa sawit secara
biologis di Indonesia”. Warta PPKS , vol 8 (2): 99-106,
Zalina Othman dan Abdul Latif Ahmad. 2006. “Pretreatment of palm oil mill effluent (POME)
using Moringa oleifera seeds as natural coagulant”. Keluaran Khas. 145 (2007) 120–126
The Universiti Sains Malaysia.


A.4. Simulasi kinetika reaksi transesterifikasi minyak goreng ... (Haris N. Aulia, dkk.)

SIMULASI KINETIKA REAKSI TRANSESTERIFIKASI MINYAK GORENG
BEKAS BERBANTUKAN RADIASI ULTRASONIK

Haris Nu’man Aulia, Widayat*, dan Setia Budi Sasongko
Program Magister Teknik Kimia Fakultas Teknik UNDIP
Jl. Prof. Soedarto, SH. Kampus Tembalang – Semarang 50239
*Center – Biomass and Renewable Energy
E-mail: harisnumanaulia@gmail.com, yayat_99@yahoo.com

Abstrak
Biodiesel adalah bahan bakar terbaharui, biodegradable, tak beracun dibuat dari minyak atau
lemak melalui transesterifikasi dengan alkohol. Pembuatan biodiesel umumnya memerlukan
waktu yang lama, dimana dapat diatasi dengan proses berbantukan gelombang ultrasonik.
Adapun untuk keperluan perancangan reaktor data kinetika dibutuhkan. Data-data kinetika
yang ada masih terbatas pada proses konvensional. Penelitian ini bertujuan mempelajari
model kinetika reaksi transesterifikasi minyak goreng bekas berbantukan radiasi ultrasonik.
Penelitian drylab (simulasi dengan menggunakan perangkat lunak berbasis matriks) dilakukan
dengan mengambil data sekunder dari penelitian Hingu, et al(2010). Pada penelitian tersebut
radiasi ultrasonik dilakukan dengan frekuensi rendah (20 kHz) dengan parameter variasi
temperatur, dan daya ultrasonik. Model kinetika reaksi yang digunakan adalah penurunan
dari reaksi reversible transesterifikasi orde 4. Hasil validasi menunjukkan bahwa model
kinetika reaksi yang digunakan dapat menggambarkan kondisi yang sebenarnya dari proses
transesterifikasi berbantukan radiasi ultrasonik dimana nilai coefficient determination R2 >
0,9. Adapun model kinetikanya adalah sebagai berikut :

Dalam persamaan tersebut rA,P,R,T,CAo,X,XAe dan M secara berurutan adalah kecepatan
reaksi transesterifikasi, daya ultrasonik, konstanta gas ideal, suhu, konsentrasi awal bahan
baku, konversi tiap waktu, konversi saat setimbang dan perbandingan molar metanol.

Kata kunci: simulasi kinetika, transesterifikasi ultrasonik

1. Pendahuluan
Biodiesel merupakan bahan bakar alternatif pengganti minyak solar dan terdiri dari
campuran fatty acid methyl esters (FAMEs) yang diperoleh dari sumber dapat diperbarukan seperti
minyak nabati dan lemak hewan (Ma and Hanna, 1999). Secara kimia biodiesel diproduksi melalui
transesterifikasi, yakni reaksi reversibel tiga tahap yang mengonversi trigliserida menjadi campuran
FAMEs dan gliserol dengan bantuan katalis (Han et al., 2009).
Proses produksi biodiesel telah dilakukan para peneliti, diantaranya proses
transesterifikasi dan esterifikasi berkatalis asam (Cao et al., 2008), transesterifikasi berkatalis basa
heterogen (Kawashima et al., 2008), transesterifikasi dengan proses enzymatic (Ranganathan et al.,
2008), transesterifikasi via-metanol superkritis non katalis (Hawash et al., 2009), transesterifikasi
berbantukan microwave (Azcan and Danisman, 2008), dan transesterifikasi berbantukan
gelombang ultrasonik (Stavarache et al., 2007). Penelitian tersebut dilakukan secara intensif untuk
memperbaiki konversi, waktu reaksi, konsumsi bahan, dan pengaruh lingkungan (Marchetti et al.,
2008).
Jika dibandingkan dengan beberapa metode yang telah dilakukan para peneliti,
transesterifikasi berbantukan ultrasonik memiliki beberapa keunggulan , antara lain menghasilkan
yield yang besar (98-99%) dengan jumlah penggunaan katalis yang rendah. Proses ini sangat
menghemat waktu dan energi, sebagai contoh : dalam sistem reaktor batch konvensional yang
dikerjakan 1 jam atau lebih bila dikerjakan dengan reaktor berbantukan ultrasonik hanya
memerlukan waktu 5 menit. Proses ini juga mengurangi waktu pemisahan yang statis sampai 25
menit, dibandingkan 8 jam pada metode konvensional (Refaat and Sheltawy, 2008).
Untuk perancangan reaktor kimia dibutuhkan data model kinetika kimia dari suatu reaksi
yang terjadi. Demikian juga dengan proses perancangan reaktor untuk produksi biodiesel. Beberapa

ISBN 978-602-99334-1-3
A.18

peneliti telah melakukan kajian terhadap kinetika proses produksi biodiesel dengan berbagai bahan
baku, katalis, proses, dan suhu. Sebagian besar peneliti mendapatkan model reaksi orde 1 dan 2
yang irreversible, sedangkan dari tinjauan termodinamika reaksi transesterifikasi seharusnya
reversible karena nilai konstanta kesetimbangan (K) dalam reaksi tersebut sangat kecil .
Dari beberapa penelitian yang telah dilakukan masih terdapat beberapa permasalahan,
diantaranya belum mendapatkan proses produksi biodiesel yang sangat menghemat waktu dan
energi dengan perolehan yield yang maksimal. Permasalahan waktu dan yield dapat diatasi dengan
proses berbantukan gelombang ultrasonik (Amish, 2011). Adapun untuk model kinetika reaksi
dengan reaksi reversible untuk proses berbantukan gelombang ultrasonik sampai saat ini belum ada
yang mendapatkannya. Tujuan penulisan ini adalah mempelajari model kinetika reaksi
transesterifikasi minyak goreng bekas berbantukan radiasi ultrasonik.

2. Metodologi
Alat yang digunakan meliputi software penyelesaian berbasis matriks. Prosedur penelitian
yang ditempuh meliputi studi literatur, pemilihan dan penentuan model kinetika, simulasi model,
validasi model sampai mendekati data percobaan.
Data diperoleh dari penelitian Hingu et al. (2010). Pada penelitian tersebut, pembuatan
biodiesel dari minyak goreng bekas berbantukan ultrasonik berfrekuensi rendah (20 kHz) dilakukan
dengan parameter variasi temperature, dan disipasi daya ultrasonik. Skema penelitian tersebut
dapat dilihat pada gambar berikut ini.

Gambar 1. Rangkaian alat penelitian (Hingu et al., 2010)

2.1 Pemodelan kinetika
Penentuan model kinetika reaksi berdasarkan persamaan reaksi transesterifikasi yang dapat
disederhanakan sebagai berikut :
TG + 3 MeOH 3 FAME + GL
αA + βB εC + γD ……...…………………(1)
Analisa data kinetika dilakukan dengan menggunakan data hasil penelitian reaktor batch.
Anggapan-anggapan yang diambil pada analisa kinetik sebagai berikut :
1. Persamaan kinetika reaksi berdasarkan reaksi elementer dan reversibel
2. Persamaan laju reaksi berdasarkan trigliserida sebagai limiting reaktan.
Persamaan umum laju reaksi pada pers. (1) dengan anggapan reaksi reversibel :
(- rA) = = k1 k2 ……..………….…………………………….………(2)
menerapkan anggapan reaksi elementer , maka pers.(2) menjadi :
(- rA) = = k1 k2 ……..………………………….…………….………(3)
Berdasarkan persamaan stoikiometrinya :
CA = CAo(1 - XA) , dimana CAo= 1,064 mol/l
CB = CBo - CAo .3XA = CAo (M - 3XA) ; dimana M= CBo/ CAo = 6
CC = CCo + CAo.3XA ; dimana CCo = 0, maka CC = CAo. 3XA
CD = CDo + CAo.XA ; dimana CDo = 0 , maka CD = CA0.XA
Sehingga pers. (3) menjadi :



M- - …………………………….(4)
M- - ………………………..……….………...(5)
Satuan untuk adalah ml .mmol .min-1. Saat tercapai kesetimbangan , berlaku
3 -3

persamaan berikut :
k1 k2 ……………………….……..……………………………(6)
= = …............................................... ...(7)

= …………………………………………………….……….(8)

= = ……………………………………………………….………………...….(9)
Substitusi pers. (9) ke pers. (5) , diperoleh persamaan berikut :
M- - ………………………………….…..(10)

[ …….........……….……...(11)
Persamaan (11) dapat diselesaikan dengan menggunakan program berbasis matrix kombinasi
metode fmincon dan ode untuk mendapatkan model yang mendekati data percobaan. Setelah
mendapatkan harga k1 maka nilai k2 dan Ke dapat ditentukan.

2.2. Analisa Statistika
Kualitas model dievaluasi menggunakan uji statistika sebagaimana digunakan Vega-
Galvez et al (2009): coefficient of determination (R2), sum of squares error (SSE), dan root mean
square error (RMSE) sebagaimana ditunjukan dalam persamaan (9) – (11). Kriteria optimum
ditentukan oleh nilai terendah SSE dan RMSE yang mendekati nol, dan nilai tertinggi R2 (R2 ~ 1).
) ……………….………….(12)
………………………………………………….…(13)

………………………………………………....(14)
Adapun algoritma penyelesaiannya sebagai berikut :

start Main Program

Subroutine-1

Input tebakan k , LB, UB
Function err=daya_suhu(k)
Minimasi dengan program ode dan fmincon

[t,X1]=ode(@daya,tspan,x0)
[t,X2]=ode(@suhu,tspan,x0)
RMSE, SSE, R2 end

Subroutine-2 Subroutine-3

Function dX1=daya(t,X1) Function dX2=daya(t,X2)

Input Input
CA0, P, M, XAE CA0, P, M, XAE

E1=k(1).P^0,9+k(2) E1=k(1).P^0,9+k(2)
k1=k(3).exp(-E1/RT) end k1=k(3).exp(-E1/RT)
model persamaan 12 model persamaan 12

ISBN 978-602-99334-1-3
A.20

Gambar 2. Algoritma penyelesaian model kinetika reaksi transesterifikasi

3. Hasil dan Pembahasan
3.1 Hipotesa Pengaruh Ultrasonik dalam Model Kinetika
Dalam studi ini, persamaan kinetika transesterifikasi (persamaan 12) digunakan untuk
melakukan simulasi kurva distribusi produk. Data eksperimen yang digunakan meliputi parameter
temperatur reaksi dan disipasi daya ultrasonik. Penentuan pengaruh ultrasonik pada model kinetika
dilakukan dengan meminimasi beberapa koefisien pada persamaan Energi aktivasi (Ea) sebagai
fungsi ultrasonik, dan faktor tumbukan (A).
Tabel 1 menunjukan berbagai persamaan Ea sebagai fungsi ultrasonik yang meliputi
persamaan eksponensial, linier, logaritma, polinomial orde 2, dan lainnya. Persamaan Ea yang
berkualitas bagus adalah yang menghasilkan nilai rata-rata R2 paling besar ( ~ 1) dan rata-rata
nilai SSE yang lebih kecil ( ~ 0). Jadi persamaan a. P0,9 +b digunakan sebagai hipotesa model
persamaan Ea sebagai fungsi ultrasonik karena memiliki error terkecil dari pada model yang
lainnya. Adapun koefisien a dan b yang didapatkan yakni 0,0054 dan 3 sedangkan faktor
tumbukannya (A) yakni 0,0011. Hasil minimasi nilai faktor tumbukan (A) pada beberapa
persamaan hipotesa Ea yakni 0,0011 sehingga mengindikasikan bahwa A bukanlah sebagai fungsi
dari daya ultrasonik.
Tabel 1. Beberapa hipotesa model persamaan Ea sebagai fungsi daya ultrasonik
Ea = f (P) Ea = f (P) A ≠ f (P)
a.P.exp (b) 0,9782 0,0097 a.P 0,9 + b 0,0011 0,9787 0,0096
a.P0,9.exp (b) 0,9008 0,0476 a.P1,0 + b 0,0011 0,9785 0,0097
a.P1,5.exp (b) 0,9008 0,0476 a.P1,1 + b 0,0011 0,9783 0,0097
a.P2+b.P+c 0,9008 0,0476 a.P1,2 + b 0,0011 0,9784 0,0097
a.P1,5+b.P+c 0,9009 0,0476 a.P1,3 + b 0,0011 0,9784 0,0097
a. log (P)+ b 0,9009 0,0476 a.P1,4 + b 0,0011 0,9786 0,0096

3.2 Perbandingan dengan Data Eksperimen
Grafik 1 menunjukan perbandingan antara nilai simulasi konversi metil ester dengan data
eksperimen pada parameter suhu dan disipasi daya ultrasonik. Simulasi konversi metil ester dengan
data eksperimen pada menit ke 5 dan 10 mengalami ketidakcocokan. Hal ini terjadi karena
fluktuasi temperatur selama reaksi berlangsung. Akan tetapi simulasi distribusi konversi metil ester
secara umum memberikan nilai yang cocok dengan titik data eksperimen.
Prediksi Model Kinetika Transesterifikasi Suhu 35, 45, dan 55 C Prediksi Model Kinetika Transesterifikasi Power 200, 200, 250 Watt
1 1

0.9 0.9

0.8 0.8

0.7 0.7
X,Konversi(%)

X,Konversi(%)

0.6 0.6

0.5 0.5

0.4 0.4
data exp 35 C data exp 150 Watt
0.3 0.3
data exp 45 C data exp 200 Watt
0.2 data exp 55 C 0.2 data exp 250 Watt
Model 35 C Model 150 Watt
0.1 model 45 C 0.1 model 200 Watt
model 55 C model 250 Watt
0 0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
t,Waktu (s) t,Waktu (s)

Grafik 1. Prediksi model kinetika transesterifikasi parameter suhu dan daya ultrasonik

Pengaruh Temperatur



Pada data percobaan mengindikasikan bahwa pada suhu yang lebih rendah menghasilkan
konversi yang lebih rendah. Ketika suhu dinaikan konversi juga menjadi meningkat sampai batas
tertentu. Peningkatan suhu percobaan dilakukan pada suhu 35 sampai 45oC yang menghasilkan
konversi dari 64% sampai 89%. Walaupun suhu reaksi ditingkatkan menjadi 55oC akan tetapi
menghasilkan konversi yang menurun (77%). Peningkatan suhu reaksi menjadikan kelarutan
metanol tinggi dalam fase lain. Dengan demikian pada awalnya peningkatan kecepatan reaksi
terjadi tetapi dampak kavitasi menjadi berkurang pada suhu reaksi maksimum tertentu.
Tabel 2 menunjukan bahwa pada suhu reaksi 35 hingga 45 oC kecepatan reaksi balik
semakin rendah dari 0,0072 hingga 0,0003 ml3/mmol.menit dan pada suhu yang lebih tinggi lagi
kecepatan reaksi balik meningkat kembali sehingga konversi menjadi menurun.
Tabel 2. Nilai konstanta kecepatan reaksi transesterifikasi
Suhu (ml3/ mmol3.menit) Ultrasonik (ml3/ mmol3.menit)
o
( C) k1 k2 (Watt) k1 k2
35 0,0011 0,0072 150 0,0011 0,0046
45 0,0011 0,0003 200 0,0011 0,0003
55 0,0011 0,0016 250 0,0010 0,0018

Pengaruh Disipasi Daya Ultrasonik
Dari data percobaan didapatkan bahwa pada daya 150 Watt menghasilkan konversi sekitar
66% , sedangkan pada daya 200 Watt konversi meningkat menjadi 89% . Hal ini mengindikasikan
kehebatan ultrasonik dalam pencampuran dan emulsifikasi dua larutan yang immiscible pada
disipasi daya yang maksimum. Peningkatan daya lebih lanjut dari 200 menjadi 250 Watt
menghasilkan konversi yang lebih rendah . Hal ini mengindikasikan terjadinya transfer energi ke
sistem berkurang dan aktivitas kavitasi menjadi lebih rendah.
Tabel 2 menunjukan bahwa pada daya disipasi 150 menjadi 200 Watt kecepatan reaksi
balik semakin rendah dari 0,0046 hingga 0,0003 ml3/mmol.menit dan pada daya yang lebih tinggi
lagi kecepatan reaksi balik menjadi meningkat kembali sehingga konversi menjadi menurun.

3.3 Analisa Statistika Model
Tabel 3 menunjukan nilai rata-rata SSE, RMSE, dan R2 yang ditentukan pada parameter
suhu reaksi dan disipasi daya ultrasonik. Secara umum model distribusi produk yang dihasilkan dan
dihubungkan dengan data eksperimen menghasilkan nilai SSE, RMSE mendekati 0 dan R2
mendekati 1. Berdasarkan tabel tersebut model yang bagus untuk parameter temperatur yakni
temperature reaksi 55oC (SSE=0,0058; RMSE=0,3183; R2=0,9883), diikuti temperatur 45oC
(SSE=0,0096; RMSE=0,4131; R2=0,9849) dan temperatur 35oC (SSE=0,0237;
2
RMSE=0,4904;R =0,9309). Untuk parameter disipasi daya ultrasonik yang bagus yakni daya 150
Watt (SSE= 0,0015; RMSE=0,2538; R2=0,9960), diikuti daya 250 Watt (SSE=0,0039;
RMSE=0,3045; R =0,9917) dan daya 200 Watt (SSE=0,0139; RMSE=0,4480;R2=0,9780).
2

Tabel 3. Analisa statistika model kinetika parameter temperatur dan daya ultrasonik
Suhu Reaksi (oC) SSE RMSE R2 Daya (Watt) SSE RMSE R2
35 0,0237 0,4904 0,9309 150 0,0015 0,2538 0,9960
45 0,0096 0,4131 0,9849 200 0,0139 0,4480 0,9780
55 0,0058 0,3183 0,9883 250 0,0039 0,3045 0,9917

4. Kesimpulan
Pemodelan kinetika transesterifikasi berbantukan ultrasonik dari minyak goreng bekas dan
metanol dilakukan dengan asumsi reaksi reversibel orde 4. Simulasi dilakukan dengan
membandingkan data penelitian Hingu, et al (2010). Adapun model kinetikanya adalah sebagai
berikut :

Dalam persamaan tersebut rA,t, P,R,T,CAo,X,XAe dan M secara berurutan adalah kecepatan
reaksi transesterifikasi, waktu, daya ultrasonik, konstanta gas ideal, suhu, konsentrasi awal bahan
baku, konversi tiap waktu, konversi saat setimbang dan perbandingan molar metanol.

ISBN 978-602-99334-1-3
A.22

Prosiding

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (17)

Similar a Prosiding

Similar a Prosiding (20)

Prosiding