E-book LKTIN KMTM 2020

1

BAB 1

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Tahu merupakan makanan yang berbahan dasar dari kacang

kedelai. Makanan ini merupakan sumber protein nabati yang mudah
ditemukan dengan harga terjangkau. Oleh karena itu banyak berdiri
industri tahu dan menjadi salah satu industri yang berkembang pesat di
Indonesia. Menurut data Kementrian Perindustrian (2015) mencatat ada
115.000 industri tahu di Indonesia yang umumnya, selama proses
pengolahannya menghasilkan limbah berupa limbah padat dan cair.
Limbah padat dihasilkan saat ekstraksi susu kedelai (penyaringan).
Sedangkan limbah cair dihasilkan dari koagulasi protein susu kedelai saat
proses pencetakan tahu (Diah, 2015). Seringkali limbah tahu baik padat
dan cair kurang dimanfaatkan secara maksimal, padahal di dalam limbah
cair tahu ditemukan mikroba yang dapat menguraikan limbah menjadi
energi alternatif yang dapat menguntungkan masyarakat. Adapun
penelitian tentang pemanfaatan limbah cair tahu telah banyak dilakukan
dan terus disempurnakan agar dapat dimanfaatkan dengan semaksimal
mungkin. Salah satu pemanfaatan limbah cair tahu sebagai sumber energi
terbarukan yaitu teknologi Microbial Fuel Cells (MFCs). Seperti
penelitian yang dilakukan oleh Purwono, dkk (2015) dan Kalzoum, dkk
(2018) tentang limbah cair tahu sebagai sumber energi.

Microbial Fuel Cells (MFCs) terdiri dari kata microbial yang
berarti mikroba dan fuel cells yang bermakna sel bahan bakar, secara
keseluruhan bermakna sel bahan bakar bertenaga mikroba. MFCs
termasuk salah satu fuel cells yang ramah lingkungan. Fuel cells ramah
lingkungan karena tidak menghasilkan pencemaran, bahkan dapat
digunakan untuk mengatasi masalah lingkungan dengan cara mendaur
ulang limbah menjadi sumber energi. Fuel cell tersusun atas dua unit
dasar, katoda dan anoda. Anoda berperan sebagai tempat pemecahan
hidrogen menjadi proton dan elektron. Katoda berperan sebagai tempat

2

terjadinya reaksi penggabungan proton, elektron, dan oksigen untuk
membentuk air (Shukla et al., 2004).

Cara yang dapat dilakukan untuk mendapatkan bakteri sebagai
bahan utama dalam MFCs adalah melalui isolasi bakteri. Isolasi bakteri
merupakan suatu cara untuk memisahkan atau memindahkan mikroba
tertentu dari lingkungannya sehingga diperoleh kultur murni atau biakan
murni. Ada beberapa cara umum yang dapat dilakukan untuk mengisolasi
mikroba antara lain, untuk mengisolasi bakteri dapat dilakukan dengan
cara goresan (streak plate), cara taburan atau tuang (pour palte), cara sebar
(spread plate), dan cara pengenceran (dilution method). Tentu isolasi
bakteri dilakukan dengan menggunakan jenis bakteri yang beragam. Jenis
bakteri juga berpengaruh dalam jumlah energi yang dihasilkan dalam
MFCs.

Prayogo (2017), telah melakukan penelitian yang menggunakan
bakteri Bacillus subtilis pada limbah septic tank sebagai mikroba dalam
MFC yang hasilnya menunjukkan bahwa bakteri B. subtilis mampu
menghasilkan listrik berupa daya (volt) paling tinggi sebesar 299,70 mV
dengan perlakuan konsentrasi inokulum 3% (v/v). Selain itu juga pada
penelitian Purwono (2015), MFC menggunakan mikroorganisme pada
limbah cair tahu dengan variasi media terlekat (attached growth media)
sehingga diperoleh hasil energi listrik yang menunjukkan tertinggi sebesar
179,54 mWh pada media lekat kerikil konsentrasi limbah awal 50%.
Sedangkan penelitian Syahri (2019), MFC menggunakan limbah cair
tempe sebagai sumber energi listrik terbarukan menyatakan bahwa besar
daya (volt) yang dihasilkan sebesar 244,11 mW/cm2 pada volume limbah
cair tempe 800 mL.

Oleh karena itu, penelitian ini sangat penting untuk dilakukan
pengembangan terkait penelitian yang telah dilakukan sebelumnya dengan
pemanfaatan bakteri indigeneus yang terdapat pada limbah cair industri
tahu untuk mengurangi jumlah limbah tahu di lingkungan dengan
formulasi yang berbeda sehingga dapat diperoleh hasil daya (volt) yang
besar untuk lampu LED yang ramah lingkungan.

3

1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah dari penelitian ini yaitu:
Bagaimana pengaruh pemanfaatan bakteri indigeneus yang terdapat di
limbah cair industri tahu pada MFC terhadap energi listrik yang
dihasilkan?

1.3 Tujuan
Tujuan dari penelitian ini yaitu:
Mengetahui bagaimana pengaruh pemanfaatan bakteri indigeneus yang
terdapat di limbah cair industri tahu pada MFC terhadap energy listrik
yang dihasilkan.

1.4 Manfaat
Memperoleh formula yang tepat untuk menyalakan lampu LED

ramah lingkungan dari kombinasi bakteri indigeneous satu dengan bakteri
indigeneous lainnya yang terdapat pada limbah peternakan yakni sapi,
kambing dan ungags dengan menggunakan MFC. Selain itu, dapat
mengurangi jumlah limbah cair industri tahu dengan tepat dan efisien
sehingga dapat menambah pengetahuan terkait informasi energi listrik
terbarukan.

4

BAB 2

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Microbial Fuel Cell
2.1.1 Pengertian Microbial Fuel Cell
Microbial Fue Cell (MFC) adalah salah sau teknologi alternative
yang dapat mengubah energi kimia menjadi energi listrik melalui reksi
katalitik menggunakan mikroorganisme. Mikroorganisme dapat mengubah
energi kimia yng tersimpan dalam komponen organk menjadi energi listrik
selama inkubasi dalam Mibrobial Fuel Cell (MFC), sehingga bakteri di
dalam MFB dapat dimanfaatkan sebagai penghasil daya listik selama
terdapat limbah yang dapat dikonsumsi oleh bakteri tersebut (May, 2007).
2.1.2 Prinsip Microbial Fuel Cell
MFC pada umumnya terdiri dari anoda, katoda, membrane penukar
kation atau dan proton, dan sirkuit listrik. Bakeri yang hidup pada ruangan
anoda dpat mengubah subtract seperti glukosa, asetat, jua limbah cair
menjadi CO2, proton, dan elektron. Pada kondisi aerobic, bakteri
menggunakan oksigen atau nitrat sebagai asepor elektron akhir unuk
membentuk air. Namun pada uangan anoda dalam sebuah MFC, tidak
terdapat osigen sehingga bkteri harus mengubah aseptor insoluble sepeti
anoda MFC. Berdasarkan kemampuan bakteri mentransfer elektron pada
anoda tersebut, maka MFC dapat digunakan untuk mengumpulkan
elektron yang berasal dari metabolisme mikroba. Elektron kemudian
mengalir melalui sirkuit listrik dengan muatan pada katoda.beda potensial
antara anoda dan katoda bersama dengan aliran elekton dapat
menghasilkan daya (Kristin, 2012).
2.1.3 Material Elektroda pada MFC
Teknologi MFC ini merupakan teknologi yang berprinsip
elektrokimia, sehingga material yang dibutuhkan adalah sebagai berikut:
1. Katoda
Katoda basanya terbuat dari karbon biasa seperti plat grafit atau
yang sudah dilengkapi dengan katalis seperti platinum (Liu, 2008). Selain
itu, biasanya juga diguakan ferisianida (K3[Fe(CN)6]) yang telah diketahui

5

bahwa sangat baik sebagai aseptor elektron dalam sistem MFC.
Ferrisianida ini merupakan spesies elektroaktif yang mampu menangkap
elektron dngan baik. Harga potensial reduksi yang dimiliki adalah sebesar
+0,36 V. kelebihan dai digunakannya katoda ini adalah dihasilkannya
overpotensial yang rendag bila menggunakan katoda karboon. Namun,
kekurangan yang dapat menimmbulkan kerugian adalah terjadinya proses
reoksidasi yang tidak sempurna oleh oksigen sehingga larutan harus
diganti secara teratur (Zahara, 2011).
2. Anoda

Material anoda yang digunakan pada MFC harus bersifat
konduktifm biocompatible (biasa beradaptasi dengan makhuk hidup), dan
secara kimia stabil dalam larutan bioreactor. Material yang umum
digunakan adalah material yang bebasis karbon katena sifat
konduktivitasnya yang tinggi, stabil, strukturnya kuat, sifat permukaan
yang sesuai untuk perkembangan biofilm, dan luas permukaan yang
memadai. Beberapa contoh anoda dari karbon adalah grafit dalam bentuk
batangan, lempeng, granular, busa, dan karbon aktif (Liu, 2008).

Batang grafit atau lempengan banyak digunakan Karena memiliki
beberapa kelebihan yanitu murah, sederhana, dan memiliki luast
permukaan tertentu. Karbon aktif merupakan karobon yang memiliki
struktur amorphous atau monokistalin yang telah melalui perlakuan khusus
sehingga memiliki luar permukaan yang besar yaitu 300-2000 m2/g. resin
perekat berguna untuk merapatkan karbon aktif sehingga memiliki struktur
yang kuat dan tidak mudah rapuh selama MFC dioperasikan. Resin
perekat ini digunakan karena memiliki konduktivtas yang rendah (Zahara,
2011).
2.1.4 Faktor Oprasional pada Sistem MFC

Faktor operasional pada sistem MFC dapat mempengerahui kinerja
sistm MFC, beberapa fktor operasional tersebut aalah sebagai berikut:
1. Substrat

Substrat yang digunakan papda MFC merupkan faktor untuk
produksi listrik yang efisien. Substrat dapat berupa material organic

6

sederhana maupun campuran kompleks seperti yang terdapat pada llimbah
cair. Substrat sederhana digunakan untuk produksi dalam waktu singkat.
Beberapa substrat yang telah digunakan seperti asetat, glukosa, biomassa,
lignoselulosa dari sampah pertaian, limbah cair industry bir, imbah pati
(tepung), selulosa, dan kitin (Das & Mangwani, 2010).
2. pH

pH merupakan faktor kritis untuk semua poses yang berbasis
mikroba. Pada MFC, pH tidak hanya mempengaruhi metabolisme dan
pertumbuhan bakteri, namun juga mempengaruhi transfer proton dan
reaksi katoda sehingga dapat mempengaruhi performa MFC. Sebagian
besar MFC dapat beroprasi pada pH yang mendekati netral, hal ini
bertujuan untuk mempertahankan kondisi pertumbuhan optiman mikroba
yang terlibat dalam pembentukan listrik (Liu, 2008).
3. Kekuatan Ionik

Kekuatan ionic dapat mempengaruhi konduktivitas larutan pada
ruangan MFC sehingga hambatan internal menjadi terpengaruh dan
berimbas pada performa MFC (Liu, 2008).
4. Suhu

Suhu dapat menentukan performa MFC, yaitu kinetika bakteri,
transfer massa proton melalui elektrolit dan laju reaksi oksigen pada
katoda. Biasanya, konstanta reaksi biokima menjadi berkelipatan ganda
setiap kenaikan temperature 10oC sampai tercapai suhu yang optimal.
Sebagian besar MFC dilakukan pada suhu 28 hingga 35oC.
5. Hudraulic Retention Time (HRT)

HRT merupkan variable penting lainnya dalam pengolahan limbah
menggunakan MFC. HRT dapat berpengaruh dalam penurunan kadar
COD atau BOD dan pembentukan daya pada MFD (Liu, 2008).
2.1.5 Peran Mikroba pada Sistem MFC

Bakteri indigenous limbah cair tahu memiliki kemampuan dalam
melarutkan fosfat mengindikasikan adanya fosfat yang tinggi dalam
limbah sehingga dapat dijadikan sebagai agen pengurai kandungan fosfat
didalam limbah cair tahu yang dibuang ke lingkungan. Kondisi lingkungan

7

yang tinggi fosfat mengindikasikan adanya zat pencemar (Makmur, 2012).
Selain itu, kemampuan bakteri dalam melarutkan fosfat juga
mengindikasikan bahwa bakteri indigenous yang ada di limbah cair tahu
dapat digunakan sebagai agen untuk melarutkan fosfat didalam limbah cair
tahu. Kemampuan bakteri melarutkan fosfat mampu dijadikan sebagai
biofertilizer dan meningkatkan kesuburan tanah. Menurut Alwiah (2015)
pada dasarnya komposisi limbah cair tahu sudah memenuhi persyaratan
nutrisi yang dibutuhkan oleh bakteri pelarut fosfat untuk tumbuh dan
melakukan metabolisme sehingga mampu merombak kandungan fosfat
yang komponen limbah tersebut menjadi sesuatu yang lebih berguna.
Keberadaan BPF juga mampu meningkatkan ketersedian P di dalam tanah
jika digunakan sebagai pupuk hayati (Hidayani, 2015).

2.2 Energi Listrik
Energi listrik merupakan energi utama yang dibutuhkan bagi peralatan

listrik atau alat-alat yang membutuhkan energi listrik yang tersimpan dlam
arus listrik dengan satuan ampere (A) dan tegangan listrik dengan satuaan volt
(V) dengan ketentuan kebutuhan konsumsi daya listrik dengan satuan watt
(W) untuk menggerakkan motor, lampu penerangan, memanaskan,
mendinginkan atau menggerakkan kembali suatu peralatan mekanik untuk
menghasilkan bentuk energi yang lain.

Peralatan listrik ini dapat digunakan dengan adanya energi tegangan
listrik yang sesuai dengan kebutuhan alat tersebut. Energi listrik yang
digunakan dpat berasal dari beberapa sumber seperi air, minyak, batu bara,
angin, panas bumi, nuklir, matahari, dan masih banyak lagi. Biomassa adalah
jenis energi terbarukan yang mengacu pada bahan biologis yang berasal dari
organism yang hiduo atau belum lama mati. Sumber biomassa antara lain
bahan bakar kayu, limbah, dan alkohol.

2.3 Limbah Industri Pembuatan Tahu
Limbah industri tahu adalah imbah yang dihasilkan dalam proses

pembuatan tahu dan pencucian kedelai. Limbah yang dihasikan ada dua, yaitu

8

limbah padat dan limbah cair. Kandugan limbah padat tahu yaitu protein
(23,35%), lemak (5,54%), kabohidrat (26,92%), abu (17,03%), serat kasar
(16,53%), dan air (10,53%) (Bapedal, 1994). Sedangkan komposisi limbah
cair adalah air sebanyak 99,9% dan sisanya merupakan partikel-partikel padat
terlarut (dissolved solid) dan tidak terlarut (Suspended Solid).partikel-partikel
padat dari zat organik (+/- 70) dan zat anorganik (+/- 30%). Zat-zat organik
terdiri dari protein (+/- 65%), karbohidrat (+/- 25%), dan lemak (+/- 25%)
(Udin Djabu, 1991).

Pemanfaatan limbah industri tahu biasanya hanya terbatas pada limbah
padatnya. Limbah padat tahu atau yang disebut ampas tahu biasa diolah
kembali menjadi tempe gembus, oncom, dan juga dapat dimanfaatkan sebagai
pakan ternak. Sedangkan limbah cairnya hanya dibuang begitu saja tanpa
diolah atau dilakukan pemurnian terlebih dahulu sehingga dapat menimbkan
bau asam yang sangat mengganggu. Limbah cair yang dihasilkanpada industry
tahu banyak mengandung senyawa organik dan sedikit senyawa anorganik
(Bahri, 2006).

Karakeristik fisika dari limbah cair industri tahu yaitu suhu yang
berkisar antara 40-60C, berana putih keruh, dan berbau busuk atau asam.
Sedangkan karakteristik kimianya adalah memiliki kandungan organik berupa
protein, karbohidrat, lemak, dan minyak. Protein dan minyak merupakan
kandungan terbanyak diantara kandungan bahan organik yang telah
disebutkan. Limbah cair tahu cenderung bersifat asam (Sugiharto, 2005).

Ada beberapa peran penting bakteri indigeneus limbah cair industri
tahu, antaralain bakteri proteolitik mampu melarutkan fosfat sehingga dapat
dijadikan sebagai agen pengurai kednungan fosfat di dalam limbah cair
industri tahu yang ada di lingkungan. Kondisi lingkungan yang tinggi fosfat,
menandakan adanya pencemaran (Asril, 2019). Selain itu juga, bakteri
indigeneus limbah cair berperan untuk mengoksidasi bahan organik dan
organik sehingga dengan menggunakan prinsip kerja sistem MFC dapat
menghasilkan energi listrik (Ibrahim, 2014).

9

BAB 3
METODE PENELITIAN
3.1 Jenis Penelitian
Penelitian ini merupakan jenis penelitian deskriptif kualitatif
dengan studi literatur. Melalui data yang diperoleh dari hasil penelitian
Kemudian dianalisis secara analisis deskriptif kualitatif terkait proses
bakteri indigeneus bekerja dalam sistem MFC dari limbah cair industri
tahu asli dengan penambahan campuran limbah cair lain (kotoran ternak)
dalam menghasilkan energi listrik.

3.2 Tempat dan Waktu Penelitian
Penelitian dilakukan selama satu bulan yaitu pada Maret sampai

dengan Mei 2020. Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium
Mikrobiologi Jurusan Biologi, Laboratorium Kimia dan Fisika FMIPA
Universitas Negeri Surabaya.

3.3 Tahapan Penelitian
Penelitian ini akan dilakukan dalam tiga tahapan yaitu penjelajahan,

pengumpulan data yang mendalam dan penyusunan laporan. Tahap pertama
yaitu penjelajahan. Pada tahap penjelajahan, peneliti melakukan
penjelajahan secara langsung dan tidak langsung. Penjelajahan secara
langsung dilakukan dengan cara mengunjungi sentra produksi tahu di
Sidoarjo untuk melakukan observasi limbah sisa hasil produksi tahu serta
mengunjungi peternak sapi di daerah Gresik. Penjelajahan secara tidak
langsung dilakukan dengan cara studi literatur melalui penelitian terdahulu
tentang pemanfaatan limbah tahu dan pengembangan teknologi MFC.
Tahap kedua yaitu pengumpulan data yang mendalam. Data yang telah
dikumpulkan kemudian diidentifikasi, dianalisis dan kemudian disintesis
untuk mendapatkan data. Tahap ketiga yaitu penyususnan laporan.

Dalam penelitian ini menggunakan analisis data yang mengacu
pada penelitian pada Purwono (2015). Tahap pertama adalah desain alat
Microbial Fuel Cell (MFC) yang dimodifikasi. Pada gambar 4.1,

10

digunakan bejana yang terbuat dari bahan plastik berukuran 18x10x10 cm3

yang didesain untuk menampung volume limbah cair industri tahu

sebanyak 1.800 mL. Elektroda yang digunakan adalah karbon grafit,
tembaga (Cu) dan seng (Zn) masing-masing berukuran 7x1x1 cm3.

Sedangkan untuk jembatan garam, digunakan sumbu kompor yang

sebelumnya sudah direndam terlebih dahulu dengan menggunakan larutan

NaCl kemudian dikeringkan. Setelah sumbu kompor kering, dimasukkan

ke dalam pipa dengan tujuan agar penghubung antar elektroda yakni anoda

dan katoda menjadi kuat dan berfungsi untuk mengurangi resiko

kebocoran. Jumlah MFC dibuat sebanyak 12 buah untuk 3 kali

pengulangan.

Tahap kedua yaitu sumber limbah cair industri tahu dan kotoran

ternak sapi yang digunakan sebagai bahan campuran limbah tahu untuk

perlakuan. Pada tahap ini, dilakukan pengambilan sampel limbah cair

industri tahu di pagi hari kemudian dilanjutkan dengan siang hari

pengambilan kotoran ternak sapi. Adapun variasi konsentrasi substrat

yakni sebagai berikut:

Reaktor Air (ml) Limbah Cair Tahu Limbah Kotoran

(ml) Ternak (ml)

1 100 100 100

2 100 150 150

3 100 200 200

4 100 250 250

Tabel 3.1 Variasi konsentrasi substrat dalam sistem MCF

Selanjutnya pada tahap ketiga adalah hasil pengukuran elektrisitas

dari MFC dua bejana dan analisis kualitas limbah cair dengan beberapa

parameter. Mengacu pada penelitian Seok, et al (2008) dimana, alat MFC

yang telah dibuat untuk mengukur elektrisitas dilakukan dengan masing-

masing elektroda di dalam bejana dihubungkan dengan kabel lalu bejana

ditutup rapat. Kemudian, kedua kabel dihubungkan oleh multimeter yang

diatur untuk pengukuran tagangan listrik/daya (volt) pada skala terkecil

terlebih dahulu kemudian diamati angka yang muncul pada layar

11

multimeter pada waktu tertentu (Seok, 2010). Hasil besar daya dihitung
menggunakan rumus dan dianalisis secara deskriptif kualitatif.

3.4 Indikator Pencapaian
Indikator pencapaian dari kegiatan penelitian yaitu data mengenai besar

daya (volt), yang kemudian dapat digunakan sebagai daya lampu hemat
energi dan ramah lingkungan dengan pengembangan dasar mikroba pada
limbah cair industri tahu.

3.5 Analisis Data

Metode analisis data yang dilakukan dalam penelitian ini

merupakan hasil analisis deskriptif kualitatif yang terdiri atas analisis data

hasil pengukuran daya pada reaktor MFC yang terbaca dari multimeter.

Kriteria data hasil daya (volt) dilakukan berdasarkan ketentuan yang telah

dibuat, yaitu daya lebih besar dari perbandingan berbagai variasi substrat.

Adapun rumus yang digunakan untuk mengukur besar daya yakni sebagai

berikut: (… 1)
(… 2)
P = V. I
(… 3)
P = V2 = I2. R
R

W = V. I. t / P. t

Keterangan:

P = Daya (W/Watt)

V = Tegangan listrik atau beda potensial (V/Volt)

I = Kuat arus (A/Ampere)

R = Hambatan (Ohm)

W = Energi listrik (J/Joule)

t = Waktu (s/detik)

12

BAB 4
HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Karakteristik Limbah Cair Tah
Karakteristik limbah tahu meliputi BOD, COD, kadar protein dan pH

dimana saling berhubungan terhadap standar baku kelayakan limbah untuk
dibuang ke lingkungan. Berdasarkan hasil pengujian Asril (2019),
menunjukkan (Tabel 4.1) data bahwa limbah cair tahu yang diambil sangat
tidak memenuhi standar baku untuk dibuang langsung ke lingkungan. Terlihat
pada angka yang ditunjukkan pada nilai COD yakni sebesar 7100 mg/L yang
dimana berdasarkan standar bakunya adalah hanya 300 mg/L. Di sisi lain,
nilai COD tersebut cukup memenuhi rentang untuk digunakan sebagai sumber
produksi bioenergi atau sesuai untuk MFC. Hal ini di dukung oleh pernyataan
Faisal (2014), bahwa suatu limbah cair tahu yang memiliki indikasi sangat
berpotensi untuk digunakan sebagai sumber produksi bioenergi adalah
kandungan COD dengan rentang 5000-8500 mg/L.

Parameter Nilai Baku Mutu

BOD (mg/L) 3210 150

COD (mg/L) 7102 300

Total protein (%) 20,74 -

pH 5 6-9

Tabel 4.1 Karakteristik Cair Tahu

Pada umumnya air lingkungan yang telah tercemar memiliki kandungan

oksigen yang sangat rendah. Hal ini disebabkan oleh jumlah oksigen yang

terlarut di dalam air diserap oleh mikroorganisme untuk mendegradasi bahan

organik yang terbuang sehingga menjadi bahan yang mudah menguap.

Semakin sedikit kandungan oksigen terlarut di dalam air maka, makin tinggi

jumlah buangan bahan organiknya. Kandungan konsentrasi kebutuhan oksigen

biologi atau BOD di dalam air merupakan salah satu indikator tingginya

kandungan bahan organik (Makmur, 2012). Selain itu, karakteristik limbah

cair tahu ini juga bermanfaat untuk mengetahui kelayakan limbah yang

13

dibuang ke lingkungan. Semakin banyak kandungan protein dalam pengujian
limbah, maka menunjukkan kadar bahan organik juga semakin tinggi sehingga
mempengaruhi kadar BOD dalam limbah.

4.2 Peran Bakteri Indigeneous pada Sistem MFC
Di dalam limbah cair tahu, terdapat beberapa bakteri indigeneus yang

berfungsi berbeda beda. Jika pada suatu limbah cair tahu ditemukan bakteri
Bacillus subtilis, maka kemungkinan besar akan memiliki potensi
menghasilkan listrik yang cukup tinggi. Hal ini dibuktikan oleh penelitian
Prayogo (2017) pada substrat limbah septic tank diketahui bahwa nilai voltase
tertinggi terjadi pada perlakuan konsentrasi inokulum 3% dengan rata-rata
sebesar 299,7 mV dan daya listriknya cukup tinggi yakni sebesar 8,98
mW/m2. Sedangkan pada umumnya, bakteri yang ditemukan pada limbah cair
tahu adalah bakteri proteolitik dengan kemampuan dapat melarutkan fosfat
dalam limbah cair tahu. Selain itu, dalam hasil penelitian Asril (2019),
menyebutkan juga bahwa terdapat bakteri genus Pseudomonas dan genus
Aeromonas yang dimana jumlah populasi genus Pseudomonas berjumlah lebih
banyak dibandingkan populasi genus Aeromonas.

Hal ini berkaitan dengan peran genus Pseudomonas yang mampu
mendegradasi limbah karena menghasilkan biosurfaktan. Sedangkan genus
Aeromonas memiliki peran sebagai agen pengendali hayati di dalam
lingkungan. Melalui peran-peran bakteri tersebut, maka dapat diketahui bahwa
bakteri indigeneus limbah cair tahu mampu merubah bahan organik kompleks
seperti kotoran ternak sapi menjadi senyawa yang lebih sederhana sebelum
digunakan untuk menghasilkan arus melalui proses fermentasi. Adanya
substrat atau lapisan Extracelluler Polymeric Substances (EPS) pada media
lekat atau permukaan elektroda anoda dapat menunjukkan adanya aktivitas
metabolisme bakteri indigeneous yang merupakan sumber donor elektron.

4.3 Pengujian Sistem MFC
Berdasarkan MFC yang telah dilakukan ada beberapa bahan dan alat

alternatif yang dapat dimanfaatkan sebagai bioreaktor MFC dengan harga

14

yang lebih murah dan efektif. Pemanfaatan limbah cair tahu industri dan
kotoran ternak yang semunya bersifat buangan atau terabaikan di lingkungan
sehingga dibuatlah berbagai macam konsentrasi substrat yang akan diisikan
pada anoda. Seperti yang telah dijelaskan, bahwasanya MFC menggunakan
desain bioreaktor dengan mengacu pada penelitian Ibrahim (2017) yang
menggunakan sistem MFC dual-chamber dengan menggunakan berbagai
macam media terlekat yakni kerikil dan bioball. Namun, pada penelitian ini
akan dibuat modifikasi dengan menggunakan sistem MFC dual-chamber yang
dsisusun secara seri.

Berdasarkan penelitian Ibrahim (2014) membuktikan bahwa semakin
banyak bejana yang dirangkaikan maka akan semakin tinggi nilai
elektrsitasnya. Oleh karena itu, untuk memperoleh hasil yang tinggi maka
dilakukan modifikasi yakni dengan menggunakan dual- chamber yang disusun
secara seri, bertujuan untuk meningkatkan hasil daya (Volt). Desain MFC
dapat dilihat pada gambar 1. Berbahan bekas limbah tinta pada mesin printer
dan disusun secara seri. Kemudian, bioreaktor disterilisasikan terlebih daulu
secara kimiawi sebelum digunakan. Salah satu cara yang tepat dalam
sterilisasi bahan bekas limbah tinta pada mesin printer yaitu dengan cara
perendaman alkohol 70% selama 15 menit. Tujuan dari perendaman tersebut
adalah untuk membunuh mikroorganisme yang terdapat di dalam tempat
(Smith, 2011).

Lampu ramah lingkungan

CO2 E-
V
Penutup reaktor
Anoda O2

Katoda
Limbah

Jembatan garam

Gambar 4. 1 Desain sumber energi lampu dari sistem reaktor MFC dual-

chamber seri

15

Gambar 4.1 menjelaskan bahwa elektroda yang berupa anoda dan katoda
dalam dual-chamber atau dua ruangan dengan susunan seri. Katoda
merupakan tempat terjadinya proses reduksi, maka bagian tersebut dibuat
dalam kondisi aerob dan dijepit oleh penutup reaktor. Untuk komponen anoda
digunakan lempengan seng (Zn) dan lempengan tembaga (Cu). Karena
berdasarkan hasil penelitian Nuzul (2017), menunjukkan bahwa dengan
menggunakan kombinasi elektroda Cu/Zn dan Zn/Cu maka produksi listrik
yang dihasilkan jauh lebih besar jika dibandingkan dengan menggunakan
elektoda lainnya seperti Zn/Al atau Cu/Al. Pada bagian anoda yang
merupakan tempat reaksi oksidasi, maka anoda tercelup pada substrat limbah
cair tahu. Tujuan disusun bejana tertutup antaralain agar bakteri anaerob dan
material organik tersebut berada pada kondisi lingkungan yang stabil sehingga
material organik dapat dikonversi menjadi energi listrik (Winaya et al, 2011).
Listrik yang dihasilkan melalui sistem MFC yang disusun seri umumnya
memiliki nilai elektrisitas lebih tinggi dibandingkan nilai elektrisitas sistem
MFC yang disusun secara parallel. Oleh karena itu sistem MFC dual-chamber
yang disusun secara parallel dan sederhana dengan menggunakan elektroda
Cu/Zn serta limbah cair tahu maka, dapat dijadikan sebagai alternatif dalam
menghasilkan listrik di kalangan masyarakat umum.

4.4 Daya dan Energi Listrik pada Variasi Substrat
Daya (P) dipengaruhi oleh kuat arus (I) dan tegangan (V) yang dihasilkan.

Kestabilan suatu arus dapat dipengaruhi oleh berbagai variasi konsentrasi,
sedangkan tegangan dapat dipengaruhi oleh tinggi atau rendahnya nilai pH
dimana akan terjadi hasil penurunan daya jika nilai pH substrat cenderung
naik. Energi listrik dengan satuan watt atau bisa juga ditulis dalam satuan
mW/m2 merupakan perkalian antara daya (P) dan waktu (t), sehingga
berhubungan dengan hasil dari besar daya yang terkadang tidak tentu
tergantung pada variasi konsentrasi (Purwono, 2015). Berkaitan dengan
fenomena fluktuasi listrik yang sering terjadi tersebut merupakan tanda bahwa
ada interaksi dan persaingan antara bakteri di dalam substrat. Pengingkatan
atau penurunan nilai elektrisitas berkaitan dengan elektron yang dapat

16

berikatan dengan TEA (Terminal Electron Acceptor) misalnya oksigen, nitrat,
nitrit, sulfat dan sebagainya yang berdifusi melalui sel. Kemudian elektron
tersebut ditangkap oleh anoda dan proton ditangkap oleh katoda sehingga
menyebabkan beda potensial dan menghasilkan biolistrik (Logan, 2008).

Variasi atau macam sumber substrat dalam MFC saat ini sedang
berkembang dan terus ditemukan. Berdasarkan hasil penelitian Ibrahim (2014)
yang menggunakan limbah perikanan menunjukkan bahwa nilai elektrisitas
memiliki nilai yang berfluktuasi pada setiap perlakuan yang dijelaskan melalui
data yang diperoleh dari empat bejana. Hal ini juga terjadi dengan hasil
elektrisitas pada limbah tahu yang menunjukkan hasil lebih besar. Penelitian
Aelterman et al. (2006) diperoleh tegangan sebesar 0,67 V untuk sambungan
secara pralel dan 4,16 V untuk sambungan seri. Potensial listrik berasal dari
kemampuan MFC sebagai electrochemical system (BESs) yang dapat
mengubah biomassa menjadi energi listrik melalui aktivitas mikroba (Pant et
al. 2009). Selain itu, pada penelitian Novarina, et al. (2018) yang dilakukan
sistem rangkaian seri MFC dual-chamber memiliki nilai terbesar yakni 3,29
V. Berdasarkan hasil penelitian tersebut, dapat diketahui bahwa sistem MFC
yang disusun secara seri menghasilkan daya jauh lebih besar dari penyusunan
parallel. Adapun salah satu contoh hasil pengukuran penelitian Kalzoum
(2018) terkait gambaran hasil energinya dapat dilihat pada gambar 4.2 sebagai
berikut:

Gambar 4.2 Perbandingan Nilai Energi pada Berbagai Konsentrasi
(Kalzoum, 2018)

17

Pada gambar di atas, menunjukkan angka energi terbesar yakni pada
reaktor 1 dengan nilai 6121526,4 mJ dan nilai terkecil yakni pada reaktor 4
dengan daya sekitar 956707,2 mJ. Dari hasil tersebut, dapat diketahui
bahwasanya nilai energi listrik diperngaruhi oleh seberapa banyak mikroba
yang tumbuh dan berkembang pada reaktor. Semakin banyak limbah yang
diberikan pada reaktor maka, akan semakin besar juga hasil yang diberikan
dengan syarat tekstur cenderung encer karena dapat mempermudah proses
terjadinya transfer electron dan didukung dengan adanya bakteri yang banyak.
Oleh karena itu, komponen limbah merupakan faktor penting yang sangat
mempengaruhi perubahan limbah organik menjadi bioenergi berupa listrik
(Lovely, 2006).

18

BAB 5
PENUTUP
5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian, maka dapat diperoleh kesimpulan bahwa
limbah cair industri tahu dengan karakteristik diantaranya yakni
mengandungan COD berkisar 5000-8500 mg/L dan BOD yang tinggi atau
diatas standar baku dapat mempengaruhi energi yang dihasilkan sehingga
dapat dimanfaatkan sebagai energi lampu ramah lingkungan. Karena di
dalam limbah cair tahu maupun limbah ternak terdapat bakteri indigeneous
yang dapat mempengaruhi hasil energi listrik melalui sistem MFC dual-
chamber secara parallel. Dan semakin besar konsentrasi substrat limbah
yang digunakan, maka energi yang dihasilkan akan semakin besar.

5.2 Saran
Sebaiknya, untuk penelitian selanjutnya dapat dilakukan

pengurangan volume air sebagai pengencer supaya nutrisi atau bahan
organik pada limbah lebih melimpah dan bakteri indigineous dapat
memperoleh zat nutrisi lebih banyak. Selain itu, perlu dikembangkan lagi
sistem MFC dengan menggunakan limbah pabrik lain yang sesuai kriteria
dengan campuran limbah ternak lainnya seperti unggas maupun ikan dapat
dimanfaatkan secara efisien dan menyeluruh oleh semua kalangan
masyarakat sebagai upaya mengurangi limbah dan memanfaatkan sumber
daya di sekitar untuk menjadi produk yang dapat dimanfaatkan melalui
ide-ide inovatif lainnya.

19

DAFTAR PUSTAKA

Aelterman P, Rabaey K, Pham HT, Boon N, Verstraete W. 2006.
Continuous Electricity Generation at High Voltages and Currents
Using Stacked Microbial Fuel Cells. Environmental Science &
Technology 40: 3388-3394.

Aliyenah, A, Napoleon, dan Bambang Yudono. 2015. Pemanfaatan Limbah
Cair Industri Tahu Sebagai Pupuk Cair Organik Terhadap
Pertumbuhan dan Produksi Tanaman Kangkung Darat. Jurnal
Penelitian Sains Vol.17 No.3.

Asril , & Leksikowati. (2019). Isolasi dan Seleksi Bakteri Proteolitik Asal
Limbah Cair Tahu sebagai Dasar Penelitian Agen Pembuatan
Biofertilizer. Journal of Islamic Science and Technology, 86-99.

Bapedal. (1994). Karakteristik Air Buangan Tahu-Tempe. Sumatera Selatan.
Das, & Mangwani. (2010). Recent Developments in Microbial Fuel Cell.

Scientific and Industrial Research , 727-731.
Djabu, U. (1991). Pedoman Bidang Studi Pembuangan Tinja dan Air

Limbah pada Sanitasi Lingkungan. Jakarta: Depkes RI Pusat
Pendidikan Tenaga Kesehatan.
Faisal, M., Machdar, I., Mulana, F., & Daimon, H. 2014. Potential
renewable energy from tofu processing waste in Banda Aceh City,
Indonesia. Asian Journal of Chemistry, 26(10), 6610-6604.
Hermawan, K.V., Djaenudin dan M. Rangga Sururi. 2014. Pengolahan Air
Limbah Industri Tahu Menggunakan Sistem Double Chamber
Microbial Fuel Cell. Bandung: Jurnal Online ITENAS. No.1, Vol. 2.
Hidayani, Sufardi, & Hakim, L. (2015). Limbah Tahu Untuk Memperbaiki
Sifat Kimia dan Biologi Tanah Serta Hasil Tanaman Jagung Manis .
Jurnal Manajmen Sumberdaya Lahan, 572-578.
Ibrahim, Bustami, dkk. 2014. Kinerja Rangkaian Seri Sistem Microbial
Fuel Cell sebagai Penghasil Biolistrik dari Limbah Cair Perikanan.
Bogor: JPHPI.
Ibrahim, Suptijah, & Adjani. 2017. Kinerja Microbial Fuel Cell Penghasil
Biolistrik dengan Perbedaan Jenis ELektroda pada limbah Cair
Industri Perikanan. Jurnal Pengolahan Hasil Perikanan Indonesia,
296-304.
Kalzoum, A. Nabilah, dkk. 2018. Pemanfaatan Limbah Cair Tahu sebagai
Penghasil Energi Listrik Menggunakan Sistem Microbial Fuel Cell.
E-proceeding of Engineering: No.3, Vol. 5.
Kristin, E. (2012). Produksi Energi Listrik Melalui Mikrobia Fuel Cell
Menggunakan Limbah Industri Tempe. Depok: Universitas
Indonesia.
Lai, R., dan M.K. Shukla. 2004. Principles of Soil Physics. New York:

20

Marcel dekker, Inc.
Liu, H. (2008). Microbial Fuel Cell: Novel Anaerobic Biotechnology for

Energy Generation from Wastewater. Iowa: Blacwell Publishing.
Logan BE. 2008. Microbial Fuel Cell. United States of America: A John

Wiley & Sons Inc.
Lovely DR. 2006. Bug juice: harvesting electricity with microorganisms.

Nature Reviews 4: 497-508.
Makmur, M., Kusnoputranto, H., Moersidik, S.S., & Wisnubroto, D.S.

2012. Pengaruh Limbah Organik dan Rasio N/P terhadap
Kelimpahan Fitoplankton di Kawasan Budidaya Kerang Hijau
Cilincing. Jurnal Teknologi Pengelolaan Limbah, 15(2), 51-64.
Miliken, & May. (2007). Sustained Generation of Electricity by the
Sporeforming, gram-positive, desulfitobacterium hafniense strain
DCB2. Aplied Microbial and Cell Physiology, 1180-1189.
Novaria, Diya et, al. 2018. Inovasi Sistem Stack Microbial Fuel Cell
Menggunakan Substrat Limbah Rumen Sapi serta Implementasinya
sebagai Media Pembelajaran. Bengkulu: PENDIPA Journal of
Science Education.
Nuzul. 2017. Analisis Pengaruh Material Logam Sebagai Elektroda
Microbial Fuel Cell Terhadap Produksi Energi Listrik. Skripsi.
Universitas Telkom Bandung.
Pant D, Bogaert GV, Diels L, Vanbroekhoven K. 2009. A Review of The
Substrates Used in Microbial Fuel Cells (Mfcs) for Sustainable
Energy Production. Bioresource Technology. Article in press: 1-11.
Prayogo, F. A., Suprihadi, A., Raharjo, B. 2017. Microbial Fuel Cell (MFC)
Menggunakan Bakteri Bacillus subtilis dengan Substrat Limbah
Septic Tank serta Pengaruhnya terhadap Kualitas Limbah. Jurnal
Biologi. Hal. 17-25, No. 2, Vol. 6.
Purwono, Hermawan, Hadiyanto. 2015. Penggunaan Reaktor Microbial
Fuel Cells dalam Pengolahan Limbah Cair Industri Tahu untuk
Menghasilkan Energi istrik. Jurnal Presipitasi.
Seok, W.H., Hyung, J.K., Yong, S.C., Tai, H.C. 2008. Field Experiments on
Bioelectricity Production from Lake Sediment Using Microbia Fuel
Cell Technology. Bulletin Korean Chemistry Siciety. 29(11): 2189-
2194.
Smith, P.N., Palenik, C.J., Blanchard, S.B. 2011. Microbial Contamination
and Sterilization/ Disinfection of Surgical Guides Used in The
Placemen of Endosteal Implants. Tint J Oral Mazillofac Implants:
274-281.
Sugiharto. (2005). Dasar-Dasar Pengolahan Limbah Tahu. Jakarta:
Universitas Indonesia.
Suyanto E, Mayangsari A, Wahyuni A, Zuhro F, Isa S, Sutariningsih SE,

21

Retnaningrum E. 2010. Pemanfaatan Limbah Cair Domestic IPAL
Kricak sebagai Substrat Generator Elektrisitas Melalui Teknologi
Microbial Fuel Cell Ramah Lingkungan. Seminar Nasional Biologi
di Yogyakarta 24-25 September 2010.
Syahri, mahargiani, Indrabrata, Orlanda. 2019. Teknologi Bersih Microbial
Fuel Cell dari Limbah Cair Tempe sebagai Sumber Energi Listrik
Terbarukan. Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia Kejuangan.
1-6.
Winaya INS, Sucipta M, Putra A. 2011. Memanfaatkan Air Bilasan Bagas
untuk Menghasilkan Listrik dengan Teknologi Microbial Fuel Cell.
Jurnal Ilmiah Teknik Mesin Cakram 5(1): 57-63.
Zahara, N. 2011. Pemanfaatan Saccharomyoces cerevisiae dalam Sistem
Microbial Fuel Cell untuk Produksi Energi Listrik. Depok:
Universitas Indonesia.

22

DAFTAR RIWAYAT HIDUP

A. Identitas Diri (Ketua Tim)

1 Nama Lengkap Dia Rohmatul Hidayah
2 Jenis Kelamin L/P P
3 Program Studi S1 Biologi
4 NIM 17030244058
5 Tempat dan Tanggal Lahir Gresik, 19 November 1998
6 E-mail [email protected]
7 Nomor Telepon/HP 085735768595
B. Riwayat Pendidikan

SD SMP SMA

Nama Institusi MI Modern SMPN 1 Manyar SMA Trensains

Sunan Giri Tebuireng 2

Jurusan - - IPA

Tahun Masuk-Lulus 2005-2011 2011-2014 2014-2017

C. Penghargaan dalam 10 tahun Terakhir (dari pemerintah, asosiasi atau

institusi lainnya)

No. Jenis Penghargaan Institusi Pemberi Penghargaan Tahun
2019
1. PKM Terdanai Kemenristekdikti

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila dikemudian hari ternyata
dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
pernyataan dalam pengajuan Karya Tulis Ilmiah 2020.

Surabaya, 27 Juni 2020
Pengusul

(Dia Rohmatul Hidayah)
NIM 17030244058

23

A. Identitas Diri (Anggota Tim 1)

1 Nama Lengkap Silvi Aviandari
2 Jenis Kelamin L/P Perempuan
3 Program Studi S1 Pendidikan Fisika
4 NIM 17030184091
5 Tempat dan Tanggal Lahir Kediri, 22 Juli 1998
6 E-mail [email protected]
7 Nomor Telepon/HP 082244299671
B. Riwayat Pendidikan

SD SMP SMA

Nama Institusi SD Negeri SMP Negeri 1 SMA Negeri 2

Banyuanyar Gurah Pare

Jurusan - - IPA

Tahun Masuk-Lulus 2005-2011 2011-2014 2014-2017

C. Penghargaan dalam 10 tahun Terakhir (dari pemerintah, asosiasi atau

institusi lainnya)

No. Jenis Penghargaan Institusi Pemberi Penghargaan Tahun
1.

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila dikemudian hari ternyata
dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
pernyataan dalam pengajuan Karya Tulis Ilmiah 2020.

Surabaya, 27 Juni 2020
Pengusul

(Silvi Aviandari)
NIM 17030184091

24

A. Identitas Diri (Anggota Tim 2)

1 Nama Lengkap Dhini Tri Wilujeng
2 Jenis Kelamin L/P P
3 Program Studi S1 Kimia
4 NIM 17030234032
5 Tempat dan Tanggal Lahir Jombang, 12 Maret 1999
6 E-mail [email protected]
7 Nomor Telepon/HP 085745636517
B. Riwayat Pendidikan

SD SMP SMA

Nama Institusi SD Negeri SMP Negeri 1 SMA Negeri 1

kedungrejo Sukorame Jombang

Jurusan - - IPA

Tahun Masuk-Lulus 2005-2011 2011-2014 2014-2017

C. Penghargaan dalam 10 tahun Terakhir (dari pemerintah, asosiasi atau

institusi lainnya)

No. Jenis Penghargaan Institusi Pemberi Penghargaan Tahun
1.

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan
dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila dikemudian hari ternyata
dijumpai ketidaksesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.
Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu
pernyataan dalam pengajuan Karya Tulis Ilmiah 2020.

Surabaya, 27 Juni 2020
Pengusul

(Dhini Tri Wilujeng)
NIM 17030234032

Lingkungan
LOMBA KARYA TULIS ILMIAH 2020
Penerapan“ Hiper Pure“ High Performance Pured Inovasi Alat Pemurnian
Air dengan Media Membran Hidrofilik Reverse Osmosis Solusi Kebutuhan
Air Minum Masyarakat Lombok Pasca Gempa Bumi

Diusulkan oleh:

Ayu Putri Lestari 21030118120074/2018

Bernadeta Eka Naftalina 21030118130132/2018
Afriza Ni’matus Sa’adah 21030118140123/2018

UNIVERSITAS DIPONEGORO
SEMARANG
2020

1. Judul Karya Tulis LEMBAR PENGESAHAN
: Penerapan“ Hiper Pure“ High Performance

Pured Inovasi Alat Pemurnian Air dengan

Media Membran Hidrofilik Reverse

Osmosis Solusi Kebutuhan Air Minum

Masyarakat Lombok Pasca Gempa Bumi

2. Sub Tema : Lingkungan

3. Ketua Pelaksana

a. Nama Lengkap : Ayu Putri Lestari

b. NIM : 21030118120074

c. Program Studi : Teknik Kimia

d. Perguruan Tinggi : UNDIP

e. Alamat : Tembalang, Semarang

f. No HP : 085226097146

g. Email : [email protected]

4. Nama Anggota/Jurusan/Angkatan

a. Bernadeta Eka Naftalena/Teknik Kimia/2018
b. Afriza Ni’matus Sa’adah/ Teknik Kimia/2018

5. DosenPendamping

a. Nama Lengkap dan Gelar : Nita Aryanti, ST., MT., Ph.D.

b. NIDN/NIDK/NUPN : 0017017502

c. Alamat : Tembalang, Semarang

d. No HP : 081228356698

Semarang, 07-03-2020

ii

LEMBAR PERNYATAAN ORISINALITAS KARYA
LOMBA KARYA TULIS ILMIAH NASIONAL 2020

Judul karya tulis : Penerapan“ Hiper Pure“ High Performance Pured Inovasi
Alat Pemurnian Air dengan Media Membran Hidrofilik
Nama Ketua Reverse Osmosis Solusi Kebutuhan Air Minum
Nama Anggota Masyarakat Lombok Pasca Gempa Bumi
: Ayu Putri Lestari
: 1) Bernadeta Eka Naftalina
2) Afriza Ni’matus Sa‘adah

Kami yang bertanda tangan di bawah ini menyatakan bahwa karya tulis
dengan judul yang tersebut diatas memang benar merupakan karya orisinal yang
dibuat oleh penulis dan belum pernah dipublikasikan dan atau dilombakan di luar
kegiatan ”Lomba Karya Tulis Ilmiah Nasional 2020” yang diselenggarakan oleh
Keluarga Mahasiswa Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Demikian pernyataan ini kami buat dengan sebenarnya, dan apabila terbukti
terdapat pelanggaran di dalamnya, maka kami siap untuk didiskualifikasi dari
kompetisi ini sebagai bentuk pertanggungjawaban kami.

Menyetujui, Semarang, 7-03-2020
Dosen Pembimbing Ketua Tim

(Nita Aryanti, ST., MT., Ph.D.) (Ayu Putri Lestari)
NIP. 197501172000032001 NIM.21030118120074

iii

L e mbar KAT A

KATA PENGANTAR
Puji syukur atas kehadirat Allah SWT karena atas karunia-Nya, Penulis
dapat menyelesaikan karya tulis yang berjudul Penerapan“ Hiper Pure“ High
Performance Pured Inovasi Alat Pemurnian Air dengan Media Membran
Hidrofilik Reverse Osmosis Solusi Kebutuhan Air Minum Masyarakat
Lombok Pasca Gempa Bumi Karya tulis ini disusun dalam rangka mengikuti
Lomba Karya Tulis Ilmiah Nasional. Ucapan terima kasih Penulis sampaikan
kepada semua pihak yang telah membantu menyelesaikan karya tulis ini. Terutama
penulis sampaikan terima kasih kepada;
1. Nita Aryanti S.T.,M.T.,Ph.D selaku Dosen Pendamping.
2. Kedua orang tua dan segenap keluarga yang telah memberi motivasi demi
terselesaikannya karya tulis.
Penulis menyadari bahwa masih ada ketidaksempurnaan dalam
penyusunan karya tulis ini, sehingga kritik dan saran yang membangun sangat
diperlukan untuk memperbaiki tulisan ini. Semoga karya tulis ini dapat
bermanfaat dan memberikan sumbangan bagi khasanah ilmu pengetahuan
Indonesia.

Semarang, 07-03-2020

Penulis

iv

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL…………………………………………………………….i
LEMBAR PENGESAHAN………………..……………..……….……………ii
LEMBAR PERNYATAAN……………………...……….………..…………..iii
KATA PENGANTAR..................................................................................iv
ABSTRAK...................................................................................................viii
BAB I PENDAHULUAN……………..…………………………………... .1

1.1 Latar Belakang............................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah........................................................................................ 2
1.3. Tujuan Penulisan......................................................................................... 2
1.4. Manfaat Penulisan....................................................................................... 3
BAB II TINJAUAN PUSTKA……………………………………………..4
2.1 Kondisi Pasca Gempa Bumi di Lombok...................................................... 4
2.2. Kebutuhan Air Minum di Lombok ............................................................. 5
2.3. Membran..................................................................................................... 6
2.4. Membran Reverse Osmosis ........................................................................ 7
BAB III METODE PENELITIAN...............................................................9
3.1. Tahapan Pelaksanaan.................................................................................. 9
3.2 Karakterisasi Air ....................................................................................... 10
BAB IV PEMBAHASAN ............................................................................11
4.1. Gambaran Teknologi yang Diterapkan..................................................... 11
4.2. Proses Filtrasi dengan Reverse Osmosis .................................................. 13
4.3. Kualitas Air Olahan Hiper Pure................................................................ 13
4.4. Uji Organoleptik ....................................................................................... 15
4.5. Keunggulan Hiper Pure ............................................................................ 16
BAB V PENUTUP ......................................................................................... 18
5.1. Simpulan ................................................................................................... 18
5.2. Saran ......................................................................................................... 18
DAFTAR PUSTAKA...................................................................................19

v

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Keadaan Pasca Gempa Bumi di Lombok…….. ....................... ..5
Gambar 2.2 Kondisi Air Lombok....................................................................5
Gambar 2.3 Mekanisme Pemindahan Pada Membran....................................7
Gambar 3.1 Diagram Alir Metode Pelaksanaan ........................................ 10
Gambar 4.1 Desain Alat yang diterpakan ..................................................... 11
Gambar 4.2 Alat Hiper Pure.......................................................................... 12
Gambar 4.3 Survey Lokasi............................................................................ 12
Gambar 4.4 Pemasangan Instalansi .............................................................. 12
Gambar 4.5 Serah Terima Hiper Pure........................................................... 12
Gambar 4.6 Uji Organoleptik........................................................................ 16

vi

DAFTAR TABEL
Tabel 3.1 Bentuk Kuisioner ...........................................................................10
Tabel 4.1 Karakteristik Air Olahan Hiper Pure Water ..................................14
Tabel 4.2 Hasil Organoleptik.........................................................................15
Tabel 4.3 Reliability Statistic.........................................................................16
Tabel 4.5 Biaya Pembuatan Hiper Pure.........................................................16

vii

Penerapan“ Hiper Pure“ High Performance Pured Inovasi Alat Pemurnian
Air dengan Media Membran Hidrofilik Reverse Osmosis Solusi Kebutuhan

Air Minum Masyarakat Lombok Pasca Gempa Bumi
1Ayu Putri Lestari, 1Bernadeta Eka Naftalina, 2Afriza Ni’matus Sa’adah

Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro
[email protected]

ABSTRAK
Pada Tanggal 5 Agustus 2018 telah terjadi gemba bumi berkekuatan 7 SR di
wilayah Kabupaten Lombok Utara yang merupakan gempa utama dari rangkaian
gempa bumi di Lombok sejak awalan gempa sebesar 6,4 SR pada tanggal 29 Juli
2018. Hingga tanggal 10 Agustus 2018 telah terjadi 447 gempa bumi susulan, 18
diantaranya dirasakan dengan gempa susulan sebesar 6,2 SR pada 9 Agustus 2018.
Akibat gempa tersebut warga mengalami kerugian harta, materil, moril maupun
korban jiwa dengan jumlah pengungsi mencapai 352.793 orang. Dampak dari
gempa bertambah parah seiring tidak terpenuhinya air minum bagi para pengungsi
sehingga terpaksa meminum dari air waduk maupun air sungai. Hal ini dikarenakan
para pengungsi hanya bergantung pada pemberian bantuan air minum dari
pemerintah maupun masyarakat di Indonesia. Air sungai maupun waduk pada
beberapa tempat di Lombok mengandung Coliform dan dapat mengakibatkan diare.
Upaya yang telah dilakukan yakni memasak air tersebut namun masih
menyebabkan kerak akibat tingkat kesadahannya. Untuk itu dalam menangani
kondisi tersebut, Hiper Pure merupakan salah satu solusinya. Hiper Pure ini
menggunakan media membran reverse osmosis dalam pemurniannya sehingga
memiliki banyak keunggulan. Membran reverse osmosis memiliki ukuran pori < 2
nanometer mampu merejeksi ion garam, micro solutes, virus dan bakteri sampai
99%. Sebelum melalui membran harus di treatment melewati spun filter, dan carbon
blok filter. Keunggulan dari Hiper Pure adalah tidak membutuhkan zat kimia
tambahan, konsumsi energi yang rendah, sistem desain yang compact, ramah
lingkungan, mudah instalasi dan operasi, sistem modular, serta mudah dalam
upscaling, downscaling. Berdasarkan penelitian di dapatkan data berupa analisa
bakteri, organoleptic, dan analisa fisika kimia. Diharapkan masyarakat dapat
memanfaatkan teknologi ini dalam pengolahan air tanah menjadi air minum dengan
biaya murah dan proses sederhana.

Kata kunci: Air Minum, Hiper Pure, Membran, Reverse Osmosis

viii

1

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Gempa bumi Lombok pada 5 Agustus 2018 adalah sebuah gempa darat

berkekuatan 7 SR yang melanda Pulau Lombok, Indonesia pada tanggal 5 Agustus
2018, pukul 19:46 WITA. Pusat gempa berada di sekitar wilayah perbatasan
Kabupaten Lombok Utara dengan Kabupaten Lombok Timur dengan kedalaman 32
km. Gempa bumi ini merupakan gempa utama dari rangkaian gempa bumi di Pulau
Lombok sejak gempa awalan 6,4 SR pada 29 Juli 2018.

Banjir besar yang terjadi pada tahun 2007, menggenangi 89 kelurahan yang
ada di Jakarta dengan luas wilayah yang tergenang ser 454,8 km2, atau lebih dari
60% wilayah Jakarta. Banjir ini merupakan salah satu yang terbesar dalam sejarah
Jakarta dan mengakibatkan kerugian hingga mencapai 5,2 triliun, menelan korban
80 jiwa, serta memaksa ser 320 ribu orang warga Jakarta mengungsi karena
rumahnya tergenang atau bahkan tenggelam oleh banjir (Arif, 2014).

Gempa tersebut juga mengakibatkan sumber air warga tertutup oleh longsor
dan tercemar mengakibatkan kebutuhan pemenuhan air minum menjadi sulit.
Kebutuhan penduduk atas air minum sangatlah kompleks, menurut perhitungan
Dirtjen POM, Depkes di Indonesia rata-rata keperluan air minum adalah 2-3
liter/kapita per hari nya (Ajeng, 2015). Akan tetapi, air tanah maupun sungai dan
waduk yang merupakan penunjang kebutuhan air di Lombok memiliki kualitas
yang buruk. Air tanah yang buruk yakni terlihat berwarna keruh dan memiliki bau
yang tidak sedap. Selain itu, faktor lain yang membuat air tersebut tak layak
digunakan karena air tanah di Lombok mengandung coliform. Jumlah kandungan
bakteri Coliform bervariasi. Apabila dikonsumsi masyarakat dapat berakibat diare.
Upaya yang telah dilakukan masyarakat untuk mengatasi kualitas buruk air yakni
dengan memasak air.

Salah satu solusi untuk mengatasi permasalahan kualitas air tanah diatas
yakni Hiper Pure. Hiper Pure adalah sebuah alat yang berfungsi memurnikan air
tanah menjadi air layak pakai sehingga dapat meningkatkan kualitas air. Hiper Pure
ini menggunakan media membran reverse osmosis dalam pemurniannya sehingga

2

memiliki banyak keunggulan. Reverse osmosis membrane dengan ukuran pori
kurang dari 2 nanometer mampu merejeksi ion garam, micro solutes, virus dan
bakteri sampai 99%. Keunggulan dari Hiper Pure yakni tidak membutuhkan zat
kimia tambahan, konsumsi energi yang rendah, sistem desain yang compact, ramah
lingkungan, mudah dalam instalasi dan operasi, sistem modular, serta mudah dalam
upscaling, downscaling.

Untuk itu, diharapkan dengan adanya Hiper Pure ini dapat membantu
masyarakat kabupaten Lombok Utara untuk mendapatkan air minum dengan biaya
yang murah dan proses yang sederhana. Selain itu, teknologi ini dapat memberikan
informasi dan pelatihan bagi masyarakat tentang penggunaan kembali air tanah
yang sebelumnya memiliki kualitas yang buruk dan tidak baik bagi kesehatan.
1.2 Rumusan Masalah

Gempa bumi yang terjadi di daerah Lombok menyebabkan kebutuhan akan
air minum menjadi semakin sulit. Air tanah saat ini yang ada di Kabupaten Lombok
Utara tergolong tidak layak pakai sehingga dapat membahayakan. Oleh karena itu
dibutuhkan terobosan teknologi tepat guna untuk mengatasi permasalahan ini.
Hiper Pure diharapkan bisa menjawab permasalahan air minum di Kabupaten
Lombok Utara. Dari uraian diatas, peneliti mencoba merumuskan permasalahan
yang ada, yakni:
1. Apakah dengan menggunakan Hiper Pure bisa menjernihkan air tanah menjadi
air minum yang layak konsumsi?
2. Bagaimanakah proses Hiper Pure agar memudahkan masyarakat dalam
penggunaannya?
3. Bagaimakah kandungan dari hasil penjernihan air oleh Hiper Pure?
1.3. Tujuan Penulisan

Dari rumusan masalah yang ada, tujuan yang ingin dicapai, yakni:
1. Untuk mengetahui apakah Hiper Pure dapat berfungsi sebagaimana mestinya.
2. Untuk mengetahui proses penggunaan Hiper Pure yang mudah dan dapat
dipahami oleh masyarakat.
3. Untuk mengetahui data analisa dari hasil penjernihan air oleh Hiper Pure.

3

1.4. Manfaat Penulisan
Manfaat yang bisa didapatkan dari penelitian ini digolongkan menjadi 3

sudut pandang, yakni:
1. Bagi peneliti, bisa menjadi ajang untuk menambah wawasan terkait pengelolaan
air minum yang baik dan juga bisa menjadi referensi untuk penelitian-penelitian
selanjutnya yang dapat di terapkan di masyarakat.
2. Bagi Peneliti, dapat menjadi invensi dan teknologi tepat guna yang menjadi
terobosan penyelesaian masalah bangsa menyangkut kesejahteraan masyarakat.
3. Bagi masyarakat, bisa digunakan sebagai alat untuk membantu mendapatkan air
minum yang layak konsumsi, sehingga masyarakat bisa terhindar dari penyakit
seperti diare dan sebagainya.
4. Bagi pemerintah, bisa dijadikan alat percontohan untuk digunakan di
daerahdaerah lainnya sehingga bisa membantu masyarakat dalam pengelolaan air
dengan skala yang lebih luas dari sebelumnya.

4

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Kondisi Pasca Gempa Bumi di Lombok
Kerusakan luas dilaporkan terjadi di Pulau Lombok. Gedung terminal

Bandar Udara Internasional Lombok juga rusak ringan, tetapi landasan pacu, jalan
pesawat, dan tempat parkir pesawat tidak rusak dan tetap beroperasi (Sugianto,
2018). Pejabat setempat menyatakan bahwa bangunan di Kecamatan Sembalun dan
Sambelia, lokasi episentrum gempa, mengalami kerusakan terparah. Jaringan
telekomunikasi dan listrik padam di seluruh Lombok (Detik, 2018) Ribuan rumah
rusak setelah diguncang gempa pertama (Akbar, 2018 dan Ali, 2018). Kerusakan
ini diperparah oleh tidak adanya peraturan bangunan dan pengetahuan teknis
tentang ketahanan terhadap gempa serta kemampuan ekonomi yang rendah (CNN
Indonesia, 2018) Sedikitnya tiga jembatan runtuh di Lombok (Okezone, 2018).

Tidak lama setelah gempa, listrik padam di sebagian besar wilayah
Mataram. Meski beberapa tempat di Lombok masih teraliri listrik, bebannya hanya
50 MW, jauh lebih rendah daripada 220 MW pada hari biasa (Baskoro, 2018).
Jalanan di seluruh Lombok macet karena lampu lalu lintas mati dan jalanan
dipenuhi reruntuhan (CNN Indonesia, 2018) Perusahaan Listrik Negara
menyatakan bahwa listrik telah dipulihkan di sebagian besar Lombok beberapa jam
setelah gempa, tetapi 25% listrik pulau masih padam (Detik, 2018).

Di Gili Trawangan, kafe dan resor di Gili Trawangan rusak parah. Karena
banyak minimarket ditinggalkan oleh pemiliknya, penjarahan dilaporkan terjadi di
seluruh pulau ini (Detik, 2018)) Barang yang dicuri beragam, dari sapi, tabung gas,
sampai sepeda motor menjadi target curian. Di Mataram, sampai informasi bahwa
70 motor telah hilang dicuri. Apalagi keadaan kampung yang ditinggal memang
terlihat sepi dan ada rumah-rumah yang memang terlihat terbuka. Oleh sebab itu,
warga berinisiatif untuk patroli bersama untuk menjaga keamanan di lingkungan
pemukiman yang telah ditinggal warganya mengungsi (Nursyirwan, 2018).

Pada tanggal 6 Agustus, dalam konferensi persnya, Kepala Pusat Data,
Informasi (Pusdatin) dan Humas BNPB, Sutopo Purwo Nugroho, menyatakan
bahwa laporan awal menunjukkan bahwa lebih dari 50% bagnunan di Kabupaten

5

Lombok Utara hancur akibat gempa. Gubernur Nusa Tenggara Barat, Muhammad
Zainul Majdi, mengatakan bahwa lebih dari 80% bangunan di Lombok Utara rusak
atau hancur (Viva, 2018).

Sebagai akibat dari bencana ini, kerugian ekonomi menurut keterangan
BPBD Nusa Tenggara Barat ditaksir mencapai Rp1 triliun (Imansyah, 2018). Hal
yang sama juga diutarakan oleh Sutopo Purwo Nugroho, yang menyampaikan
bahwa secara kasar, kerugian diduga lebih dari 1 triliun. Perhitungan ditilik dari 5
sektor, yakni pemukiman, infrastruktur, ekonomi produtif, sosial budaya, dan lintas
sektor (Priyasmoro, 2018).

Sumber Dokumentasi Pribadi
Gambar 2.1 Keadaan Pasca Gempa Bumi di Lombok

Sumber: Dokumentasi pribadi tim rescue UNDIP
Gambar 2.2 Kondisi air Lombok

2.2. Kebutuhan Air Minum di Lombok
Penduduk di Lombok mengalami peningkatan tiap tahunnya diketahui pada

periode 2010-2016 peningkatannya mencapai 1,36% (Badan Pusat Statistik, 2017).
Pada tahun 2010, penduduk di Lombok telah mencapai 4,5 juta jiwa (Badan Pusat
Statistik, 2012). Apabila laju peningkatan penduduk tetap, maka pada tahun 2018

6

jumlah penduduk di Lombok mencapai 5,01 juta jiwa. Dalam pemenuhan
kebutuhan air minum terdapat standar pemakaian air yang berfungsi sebagai acuan
penentuan kebutuhan air yang akan direncanakan, disesuaikan dengan beberapa
parameter yang ada. Pemenuhan air minum tersebut harus mengacu pada
Permenkes RI No.492/Menkes/Per/IV/2010.

Kebutuhan air minum dihitung berdasarkan konsumsi kebutuhan air minum
dalam suatu keadaan masyarakat per rumah tangga. konsumsi air galon baik yang
diproduksi oleh perusahaan air minum kemasan maupun depot isi ulang sebanyak
6–10 galon per rumahtangga per tahun dengan pengeluaran rata-rata Rp 600 000
per rumahtangga per tahun (Sa’diyah, 2007). Apabila rata-rata kebutuhan air
minum penduduk adalah 3 L/hari maka kebutuhan air minum yang dibutuhkan oleh
masyarakat Lombok sebesar 15.040.649 L/hari. Jumlah ini didapatkan dari jumlah
penduduk x 3L/orang/hari.
2.3. Membran

Membran adalah lapisan tipis, mempunyai stuktur planar dan merupakan
material yang memisahkan dua lingkungan. Karena membran terletak diantara dua
lingkungan atau dua fasa dan mempunyai volume yang terbatas, maka membran
lebih layak disebut sebagai interphase daripada interface. Membran secara selektif
mengontrol transport massa antara dua fasa atau lingkungan. Membran bertindak
sebagai penghalang yang mengijinkan beberapa fluida masuk sedangkan fluida
yang lain tidak. Dalam hal ini, membran bisa digunakan untuk memisahkan suatu
zat di dalam campurannya.

Teknologi pemisahan dengan membran memiliki banyak keunggulan yang
tidak dimiliki oleh metode-metode pemisahan lainnya. Beberapa keuntungan
menggunakan membran sebagai alat pemisah adalah tidak membutuhkan zat kimia
tambahan, konsumsi energi yang rendah, sistem desain yang compact, ramah
lingkungan, mudah dalam instalasi dan operasi, sistem modular, dan mudah dalam
upscaling, downscaling dan melakukan integrasi terhadap proses lain (Samsudin,
2013).

Ada tiga mekanisme pemisahan yang tergantung pada satu sifat spesifik
komponen untuk dihilangkan secara selektif oleh membrane (Wenten, 2000) yaitu:

7

1. Pemisahan berdasarkan perbedaan ukuran. Operasi utamanya antara lain
Microfiltrasi, Ultrafiltrasi, dan dialisis.
2. Pemisahan berdasarkan perbedaan kelarutan dan diffusivitas bahan. Operasi yang
dilakukan biasanya permeasi gas, pervaporasi dan Reverse Osmosis.
3. Pemisahan berdasarkan perbedaan elektrokimia, dipisahkan dengan
elektrodialisis dan dialisis Donnan.

Proses membran dicirikan bahwa aliran umpan dipilah menjadi dua aliran,
yaitu aliran permeat/filtrat dan aliran retentat/konsentrat. Dua proses pemisahan
Dead-End Filtration dan Crossflow Filtration digambarkan sebagai berikut:

Gambar 2.3 Mekanisme pemisahan pada membran
2.4. Membran Reverse Osmosis

Reverse osmosis RO (Osmosis terbalik) adalah suatu metode penyaringan
yang dapat menyaring berbagai molekul besar dan ion-ion dari suatu larutan dengan
cara memberi tekanan pada larutan ketika larutan itu berada di salah satu sisi
membran seleksi (lapisan penyaring). Proses tersebut menjadikan zat

terlarut terendap di lapisan yang dialiri tekanan sehingga zat pelarut murni
bisa mengalir ke lapisan berikutnya. Membran seleksi itu harus bersifat selektif atau
bisa memilah yang artinya bisa dilewati zat pelarutnya (atau bagian lebih kecil dari
larutan) tapi tidak bisa dilewati zat terlarut seperti molekul berukuran besar dan ion-
ion. Osmosis adalah sebuah fenomena alam yang terjadi dalam sel makhluk hidup
dimana molekul "solvent" (biasanya air) akan mengalir dari daerah berkonsentrasi
rendah ke daerah Berkonsentrasi tinggi melalui sebuah membran semipermeabel.
Membran semipermeabel ini menunjuk ke membran sel atau membran apa pun
yang memiliki struktur yang mirip atau bagian dari membran sel. Gerakan dari

8

"solvent" berlanjut sampai sebuah konsentrasi yang seimbang tercapai di kedua sisi
membran (Crittenden, 2005).

Reverse osmosis adalah sebuah proses pemaksaan sebuah solvent dari
sebuah daerah konsentrasi "solute" tinggi melalui sebuah membran ke sebuah
daerah "solute" rendah dengan menggunakan sebuah tekanan melebihi tekanan
osmotik. Dalam istilah lebih mudah, reverse osmosis adalah mendorong sebuah
solusi melalui filter yang menangkap "solute" dari satu sisi dan membiarkan
pendapatan "solvent" murni dari sisi satunya. Proses ini telah digunakan untuk
mengolah air tanah untuk mendapatkan air tawar, sejak awal 1970-an (Glater,
1998). Reverse osmosis adalah metode yang semakin umum untuk desalinasi,
karena konsumsi energi yang relatif rendah. Dalam beberapa tahun terakhir
konsumsi energi telah turun menjadi sekitar 3 kWh/m3, dengan pengembangan
perangkat pemulihan energi efisien dan peningkatan bahan membran.

9

BAB III
METODE PENELITIAN

Data-data yang dipergunakan dalam karya tulis ini bersumber dari
penelitian, yang merupakan penerapan langsung pada daerah bencana, yang
dilakukan pada tanggal 11 Agustus 2018 sampai tanggal 16 Agustus 2018 dan pada
tanggal 15 Oktober 2018 sampai tanggal 18 Oktober 2018.

3.1. Tahapan Pelaksanaan
Pada bab ini akan diuraikan mengenai metode pelaksanaan yang akan

dilakukan untuk mencapai tujuan yang diharapkan dengan IKJP (Indikator
Keberhasilan Jangka Pendek) yaitu didapatkan desain alat yang lebih efektif..
Terdapat tujuh tahap pelaksanaan, yaitu:
1. Tahap pertama yaitu survey lokasi air tanah, tahap ini bertujuan untuk

mengobservasi air tanah yang akan dimurnikan. Observasi air tanah bertujuan
untuk mengamati keadaan makro air terhadap segala pengotor yang masih kasat
mata dan untuk meyakinkan air tanah memang berasal dari tanah.
2. Tahap kedua yaitu analisa awal air tanah. Analisa ini bertujuan untuk
meyakinkan apakah air tanah layak untuk dimurnikan dengan sistem pemisahan
dengan membran.
3. Tahap ketiga terkait dengan persiapan alat, maka diperlukan survey bahan
pembuat alat, seperti tanki, pipa, pompa dan membran RO sendiri.
4. Tahap keempat adalah pengumpulan alat pada satu tempat (bengkel) untuk
perakitan alat.
5. Tahap kelima adalah perakitan alat.
6. Tahap keenam adalah penerapan alat yang sudah siap ke media sampel air tanah
yang telah disediakan.
7. Tahap ketujuh merupakan analisa akhir dari air minum yang dihasilkan dari
keluaran akhir alat yang dibuat. Analisa akhir meliputi analisa organoleptik, dan
karakterisasi air. Karakterisasi air bertujuan untuk menganalisa apakah air yang
dihasilkan layak untuk digunakan kebutuhan sehari-hari.

10

Gambar 3.1 Diagram alir metode pelaksanaan
3.2 Karakterisasi Air

Dilakukan analisa air hasil olahan Hiper Pure pada parameter kimia, fisika,

biologi sesuai dengan PerMenKes 492 tahun 2010, serta dilakukan uji organoleptik

untuk mengetahui tingkat kesukaan masyarakat terhadap air hasil olahan Hiper

Pure.

1. Analisis Karakteristik Air Hasil Olahan Untuk melihat apakah air tersebut layak

untuk di konsumsi maka di lakukan pengujian karakteristik sesuai dengan

parameter yang ada pada peraturan Permenkes RI No.492/Menkes/Per/IV/2010

dengan metode AOAC.

2. Analisis Organoleptik

Tabel 3.1 Bentuk Kuisioner

Nama

Warna Rasa Bau

*Isi dengan skala 1-5 dimana skala kelima merupakan ukuran terbaik Data

dianalisis menggunakan pemetaan responden dengan software SPSS.

11

BAB IV
PEMBAHASAN

4.1. Gambaran Teknologi yang Diterapkan

Gambar 4.1 Desain alat yang diterapkan

Alat ini bernama Hiper Pure yang memiliki fungsi mengubah air tanah
menjadi air minum dengan media membran. Air mula-mula masuk dahulu ke tangki
penampung air tanah lalu menuju ke tempat treatment awal untuk disaring zat-zat
pengotornya. Tempat treatment ini terdiri dari tiga tahap, yakni spunn filter
kemudian karbon blok filter dan spun filter. Treatment awal ini perlu diterapkan
agar kerja membran tidak terlalu berat dan membran menjadi berumur lebih lama.
Setelah dari tempat treatment awal ini maka air akan menuju ke membran reverse
osmosis. Dengan sistem membrane reverse osmosis yang cascade ini diharapkan
air menjadi sangat jernih dan bebas dari mikroba, serta zat pengotor. Air yang sudah

12

keluar dari membran ini akan melewati germ kill UV untuk membunuh bakteri
maupun virus agar di dapat kualitas air yang terjamin. Kemudian air ditampung di
tanki penampung yang siap dipakai untuk memenuhi kebutuhan air minum.

Gambar 4.2 Alat Hiper Pure

Gambar 4.3 Survey lokasi

Gambar 4.4 Pemasangan Instalasi Hiper Pure

Gambar 4.5 Serah terima Hiper Pure di (a) Desa Gangga (b) Puskesmas Gangga

13

4.2. Proses Filtrasi dengan Reverse Osmosis
Proses filtrasi terjadi pada 4 tahap (Indonesia Power, 2012):

1. Pretreatment : Air umpan pada tahap pretreatment disesuaikan dengan membran
dengan cara memisahkan padatan tersuspensi, menyesuaikan pH, dan
menambahkan inhibitor untuk mengontrol scaling yang dapat disebabkan oleh
senyawa tetentu, seperti kalsium sulfat.

2. Pressurization: Pompa akan meningkatkan tekanan dari umpan yang sudah
melalui proses pretreatment hingga tekanan operasi yang sesuai dengan
membran.

3. Separation: Membran permeable akan menghalangi aliran partikel terlarut,
sementara membran akan memperbolehkan air produk terfiltrasi melewatinya
(Wenten, 2000). Efek permeabilitas membran ini akan menyebabkan
terdapatnya dua aliran, yaitu aliran produk air bersih, dan aliran brine
terkonsentrasi. Karena tidak ada membran yang sempurna pada proses
pemisahan ini, sedikit partikel dapat mengalir melewati membran dan tersisa
pada air produk. Membran RO memiliki berbagai jenis konfigurasi, seperti spiral
wound dan hollow fine fiber membranes.

4.Stabilization: Air produk hasil pemisahan dengan membran biasanya
membutuhkan penyesuaian pH sebelum dialirkan ke sistem distribusi untuk
dapat digunakan sebagai air minum (Kurniawan, 2008). Produk mengalir
melalui kolom aerasi dimana pH akan ditingkatkan dari sekitar 5 hingga
mendekati 7. (Danial/fadjar.P, Majalah Tren Konstruksi edisi Agustus 2010).

4.3. Kualitas Air Olahan Hiper Pure
Membran Reverse Osmosis mampu untuk menyaring keluar sampai 99%

mineral anorganik yang masih terlarut dalam air yang sudah terlihat jernih.
Berdasarkan Permenkes RI No.492/Menkes/Per/IV/2010 air minum adalah air yang
digunakan untuk keperluan sehari-hari yang kualitasnya memenuhi syarat
kesehatan dan dapat diminum. Dalam air hasil olahan filter di dapat karakteristik
yang sesuai dengan PerMenKes no 492 tahun 2010, sehingga air tersebut dapat
digunakan untuk memenuhi kebutuhan air minum di Kabupaten Lombok Utara.

14

Tabel 4.1 Karakteristik air olahan Hiper Pure

Parameter Permenkes Air Olahan Hiper

Pure

Air Olahan Hiper Pure Suhu udara ± 3 27,7

Warna (TCU) 15 5

Warna Tidak Berbau Tidak Berbau

Bau Tidak Berasa Tidak Berasa
Daya hantar listrik (µΩ/cm) - 17,7

Zat padat terlarut (mg/L) 500 9

Total Koliform 00

E.Coli 00

Bakteri, Virus, dan Kuman 0 0

Kekeruhan (NTU) 5 0,36

Derajat keasaman (pH) 6,5-8,5 6,59

Zat Organik, KMnO4 (mg/L) 10 6,32

Kesadahan (mg/L) 500 11,6

Calsium (mg/L) 200 5

Magnesium (mg/L) 150 6,6

Besi (mg/L) 0,3 0,02

Tembaga (mg/L) 2,0 0,01

Zink (mg/L) 3,0 0,01

Chlorida (mg/L) 250 4,8

Sulfat (mg/L) 250 0

Sulfida (mg/L) 0,05 0,005

Fluorida (mg/L) 1,5 0

Chromium (mg/L) 0,05 0,03

Ammonium sebagai N (mg/L) 1,5 0

Mangan (mg/L) 0,4 0,001

Cyanida (mg/L) 0,07 0

Nitrat sebagai N (mg/L) 50 0,01

Pada air minum, apabila air memiliki kandungan Mn melebihi dari

parameter maka endapan Mn akan memberikan noda-noda pada bahan/benda-

benda yang berwarna putih. Adanya unsur ini dapat menimbulkan bau dan rasa pada

minuman. Disamping itu konsentrasi 0,5 mg/liter unsur ini merupakan akhir batas

dari usaha penghilangan dari kebanyakan air yang dapat dicapai (Sutrisno, 2006).

Unsur Mn bersifat toksis pada alat pernafasan. Konsentrasi Mn yang lebih besar

dari 0,5 mg/liter dapat menyebabkan rasa yang aneh pada minuman dan

meninggalkan warna coklat pada pakaian cucian dan dapat juga menyebabkan

kerusakan pada hati (Sutrisno, 2006).

Derajat keasaman merupakan faktor yang penting, karena pH

mempengaruhi pertumbuhan makro di dalam air. Pada air minum dan air bersih,

bila pH lebih kecil dari 6,5 atau lebih dari 9,2 akan menyebabkan korositas dan

15

dapat menyebabkan keracunan. Adapun besar pH yang disyaratkan oleh Permenkes
RI No.492/Menkes/Per/IV/2010 untuk air minum adalah 6,5 – 9,0.

Tidak boleh berasa dan berbau: Bau dan rasa biasanya terjadi bersama-sama
dan biasanya disebabkan oleh adanya bahan-bahan organik yang membusuk,
tipetipe tertentu organisme mikroskopik, serta persenyawaan kimia. Bahan-bahan
yang menyebabkan bau dari rasa ini berasal dari berbagai sumber. Karena
pengukuran rasa dan bau itu tergantung pada reaksi individual, maka hasil yang
dilaporkan juga tidak mutlak. Intensitas bau dilaporkan sebagai berbanding terbalik
dengan rasio pencemaran bau sampai keadaan yang nyata tidak berbau (Sutrisno,
2006).
4.4. Uji Organoleptik

Berdasarkan uji organoleptik di dapatkan bahwa dari total 34 orang panelis
rata-rata memberikan respon positif dan menerima kehadiran dari air olahan hasil
Hiper Pure melalui parameter warna kenampakan, rasa dan bau. Berikut merupakan
hasil uji organoleptik.

Tabel 4.2 Hasil Organoleptik
Q1

Frequency Percent Valid Percent Cumulative Peercent

Valid 3,00 1 2,9 2,9 2,9
4,00 22 64,7 64,7 67,6
5,00 11 32,4 32,4 100,0
Total 34 100,0 100,0

Q2
Frequency Percent Valid Percent Cumulative Peercent

Valid 3,00 6 17,6 17,6 17,6
4,00 15 44,1 44,1 61,8
5,00 13 38,2 38,2 100,0
Total 34 100,0 100,0

Frequency Q3 Cumulative Peercent
Percent Valid Percent
1 2,9
Valid 2,00 14 2,9 2,9 44,1 Keterangan
3,00 15 41,2 41,2 88,2 Q1: Warna
4,00 4 44,1 44,1 100,0 Q2: Rasa
5,00 34 11,8 11,8 Q3: Bau
Total 100,0 100,0

16

Untuk mengetahui apakah pengujian dapat dinyatakan keabsahannya maka

dilakukan uji reliabilitas. Syarat reliabilitas instrument penelitian adalah nilai
cronchbach’s alpha > 0,06 (Sekaran, 1992). Berikut ini merupakan hasil uji

reliabilitas dengan SPSS.

Tabel 4.3 Reliability statistics

Cronbach's N of Items

Alpha

0,431 3

Berdasarkan hasil SPSS didapat bahwa cronchbac’s alpha > 0,06 dimana

0,431 > 0,06 sehingga instrument penelitian tersebut reliability.

Gambar 4.6 Melakukan uji organoleptik

4.5. Keunggulan Hiper Pure
Berikut perbandingan Hiper Pure dengan alat lainnya:

Tabel 4.4 Perbandingan Hiper Pure dengan alat lainnya

Aspek Hiper Pure Mili Pure Iwaki Pure It
Perbandingan Elix Water Marvella
20.900.000 10 Still
Harga 120 L/jam 14.000.000 3. 785.000
Output Aquades 3-5 tahun 53.000.000 4 L/jam 9 L/jam
Umur Alat 40 L/jam 4 tahun Tiap 1500
3 tahun L
3 kw 0,2 kw
Kebutuhan Listrik 0,3-2 kw 3 kw 47 x 17,5 x 60 x 34
Dimensi produk 140 x 55 x 50 x 34,6 x 40 cm x50 cm
(t x l x p) 40 cm 48,4 cm Air tanah Air Bersih
Air umpan Air tanah, Air tanah
air sungai Distilasi Microfiber
Metode Filtrasi dan air Membran Perlu Tidak
Pemanasan bendungan Tidak perlu Perlu
Membran Jepang India
Tidak perlu

Tempat Produksi Indonesia Amerika
Serikat

17

Keunggulan yang menjadikan Proses Osmosis Balik sebagai metode
pengolahan air yang menarik ialah konsumsi energi yang sangat rendah (Mulder
1996). Untuk instalasi dengan kapasitas kecil, konsumsi energi yang khusus ialah
kira-kira 8-9 kwh/T untuk air tanah yang mempunyai 35.000 ppm TDS dan kirakira
9-11 kwh/T untuk air tanah yang mempunyai 42.000 ppm TDS.Konsumsi energi
sedikit lebih kecil untuk kapasitas besar atau untuk persen recovery yang lebih
kecil. Keunggulan lain yang menarik pada proses Osmosis Balik antara lain yakni
pengoperasiannya dilakukan pada suhu kamar tanpa instalasi penambah uap,
mudah untuk memperbesar kapasitas, serta pengoperasian alat mudah. Berdasarkan
keunggulan-keunggulan dari proses produksi di atas, Indonesia diharapkan dapat
mengaplikasikan rancangan Hiper Pure Alat Pemurni Air Tanah dengan media
membran reverse osmosis sebagai solusi permasalahan kekurangan air minum,
terutama di daerah bencana.

18

BAB V
PENUTUP

5.1. Simpulan
1. Pemenuhan kebutuhan air minum menjadi salah satu permasalahan yang sering

terjadi pada pasca bencana, dalam kasus ini bencana gempa bumi di Lombok.
Sehingga air tanah dapat diolah menjadi bahan baku untuk air minum.
2. Air yang dihasilkan dari penyaringan menggunakan Hiper Pure memiliki
karakteristik sesuai dengan Permenkes RI No.492/Menkes/Per/IV/2010.
3. Berdasarkan uji organoleptik, tingkat kesukaan masyarakat dengan air hasil
olahan Hiper Pure sangatlah tinggi.

5.2. Saran
1. Pemanfaatan teknologi ini sebaiknya diterapkan pada lahan yang memiliki tinggi

permukaan lebih rendah dari air tanah.
2. Perlu adanya sosialisasi kepada masyarakat tentang pengolahan air tanah sebagai

air minum