Pemodelan perpindahan massa adsorpsi zat warna pada florisil dan silica gel dengan homogeneous and heterogeneous surface diffusion model

Abstract

Proses adsorpsi merupakan proses yang banyak digunakan dalam dunia industri baik untuk pemurnian maupun pengolahan limbah. Karbon aktif merupakan adsorben yang efektif digunakan dalam proses adsorpsi. Karbon aktif mempunyai struktur kompleks sehingga perpindahan massa proses adsorpsi dengan karbon aktif tersebut perlu dikaji karakteristiknya dengan model. Perpindahan massa tersebut dipengaruhi oleh berbagai faktor, antara lain jenis adsorbat, konsentrasi awal larutan adsorbat, dan temperatur. Tujuan penelitian ini adalah mempelajari fenomena perpindahan massa yang terjadi pada proses adsorpsi zat warna dengan karbon aktif, menentukan parameter parameter external liquid film mass transfer coefficient (kf), surface diffusion coefficient(Ds), branched pore rate coefficient (kb), dan fraction of total adsorptive capacity in macropores (f) dalam Heterogenous Surface Diffusion Model, dan mempelajari pengaruh jenis zat warna, konsentrasi awal larutan zat wama, dan temperatur terhadap parameter-parameter kf, Ds, kb, dan f Penelitian ini dilakukan dengan percobaan utama, yaitu penentuan kinetika dan perpindahan massa adsorpsi. Percobaan adsorpsi dilakukan dengan 2 jenis zat warna, 3 variasi konsentrasi awal larutan zat warna, dan 4 variasi temperatur. Percobaan dilakukan dengan menggunakan shaking waterbath. Konsentrasi larutan (C) diamati tiap selang waktu tertentu dengan pengukuran absorban menggunakan spektrofotometer. Prosedur pengolahan dan analisa data percobaan dalam penelitian ini meliputi penyusunan model berdasarkan fenomena yang terjadi, penyelesaian model yang berupa persamaan diferensial, validasi data percobaan dengan data model berdasarkan fenomena yang terjadi dalam adsorpsi, serta penentuan parameter-parameter perpindahan massa pada Heterogenous Surface Diffusion Model. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan diperoleh kesimpulan yaitu parameter-parameter kf, Ds, kb dipengaruhi oleh jenis adsorbat, konsentrasi awal larutan adsorbat, dan temperatur, nilai kf, Ds, kb semakin tinggi jika konsentrasi awal larutan adsorbat semakin tinggi, nilai kf, Ds, kb semakin tinggi jika temperatur semakin tinggi, nilai kf, Ds, kb untuk larutan methylene blue lebih besar daripada methyl orange, dan nilai f tidak dipengaruhi oleh jenis adsorbat, konsentrasi awal larutan adsorbat, dan temperatur. Selain itu, dapat disimpulkan bahwa Heterogenous Surface Diffusion Model cocok untuk menunjukkan karakteristik perpindahan massa yang terjadi pada proses adsorpsi zat warna dengan karbon aktif.