Rancang Bangun Ekstraktor Silika Berbahan Limbah Abu Bagasse Berbasis Teknologi Sonikasi

Abstract

Limbah abu bagasse menjadi limbah industri gula dengan jumlah 10,2 juta ton/tahun. Pemanfaatan limbah abu bagasse salah satunya melalui proses ekstraksi untuk menghasilkan silicon dioxide (SiO2) atau silika. Kandungan silika dalam limbah abu bagasse mencapai 61,44 %. Silika sangat dibutuhkan oleh berbagai aspek industri seperti industri semen, kaca, pupuk, pengolahan air dan pertanian. Luasnya manfaat tersebut, membuat silika dengan kemurnian 99,8 % memiliki harga jual mencapai Rp.700.000/kg. Namun, proses ekstraksi limbah tersebut masih dalam skala laboratorium, sehingga membutuhkan waktu lama untuk menghasilkan silika murni, serta belum menggambarkan desain produksi dalam skala industri. Ekstraktor silika merupakan rancang bangun ekstraktor silikon dioksida (SiO2) yang didesain secara otomatis dengan menggunakan sistem kontrol dan teknologi ultrasound. Penelitian ini bertujuan untuk membuat rancang bangun ekstraktor silika, menganalisis mekanisme kerja ekstraktor silika dan menganalisis tingkat keberhasilan ekstraktor dalam menghasilkan silikon dioksida. Tahap pelaksanaan program ini diawali dari studi pustaka, perancangan alat, pembuatan alat, pengujian alat dan evaluasi alat. Cara kerja alat ini yaitu abu bagasse dimasukkan ke dalam extraction chamber untuk proses acid leaching selama 1 jam dengan suhu kamar, kemudian direaksikan dengan NaOH sehingga membentuk larutan natrium silikat selama 2 jam pada suhu 90 oC. Pada main reactor, larutan natrium silikat bereaksi dengan HCl sehingga membentuk silika hidrosol. Saat bereaksi dengan HCl, panel ultrasound dinyalakan selama 20 menit. Setelah itu, gel dikeringkan menggunakan heater pada suhu 80 oC hingga terbentuk serbuk silika padat. Serbuk silika yang dihasilkan sebanyak 10 g dari 88 g limbah abu bagasse, sehingga rendemen yang dihasilkan adalah 11,36 %. Total waktu ekstraksi silika dari limbah abu bagasse adalah 8,7 jam dengan total daya listrik yang digunakan sebesar 2284 Wh. Tingkat kemurnian serbuk silika yang dihasilkan mencapai 98,2 % dari kandungan awal silika limbah abu bagasse sebesar 74,2 %. Teknologi sonikasi dengan kekuatan 40 KHz dapat menghomogenkan ukuran partikel serta memperkecil ukuran serbuk silika. Ukuran serbuk silika yang dihasilkan antara 20,47 μm hingga 51,16 μm. Ekstraktor silika ini nantinya dapat digunakan dalam skala industri, khususnya pada industri yang menghasilkan limbah ab