Jurnal Ilmiah Teknik Kimia.
Vol.
10 No.
1 (Januari 2.
E-ISSN 2685 Ae 323X Studi Awal Sintesis dan Evaluasi Kestabilan Hidrogel Komposit Fly AshAeAlginate untuk Adsorpsi PbAA Preliminary Study on the Synthesis and Stability Assessment of Fly AshAeAlginate Composite Hydrogel for PbAA Adsorption Rimadina Sukmasuci Lestari1.
Farrah Fadhillah Hanum1*.
Maryudi1.
Budi Setya Wardhana1 Magister Teknik Kimia.
Fakultas Teknologi Industri.
Universitas Ahmad Dahlan.
Jl.
Ahmad Yani (Ringroad Selata.
Tamanan.
Banguntapan.
Bantul.
Yogyakarta 55166.
Corresponding Author: farrah.
hanum@che.
Received: 7th December 2025.
Revised: 6th January 2026.
Accepted: 7th January 2026
ABSTRAK
Meningkatnya produksi abu terbang (FA) dari pembangkit listrik tenaga batubara di Indonesia dan risiko kontaminasi logam berat yang terkait memerlukan pengembangan material adsorben berkelanjutan.
Studi ini melaporkan sintesis hidrogel komposit abu terbang natrium alginat yang dihubungkan silang dengan CaClCC dan aplikasinya untuk adsorpsi PbAA dalam sistem batch.
Eksperimen meliputi persiapan FA, sintesis hidrogel, analisis pembengkakan, evaluasi stabilitas fisik yang didefinisikan sebagai ketahanan terhadap gaya gesek akibat pengadukan selama adsorpsi, dan analisis konsentrasi Pb2 menggunakan Spektroskopi Serapan Atom (AAS).
Pengamatan karakterisasi morfologi permukaan secara visual menunjukkan dispersi partikel FA yang homogen di dalam jaringan hidrogel tiga dimensi.
antara formulasi.
FA-D menunjukkan stabilitas fisik terbaik dengan nilai pengembangan terbaik 0,91%, menunjukkan pengikatan silang yang efektif dan kekompakan struktural.
Adsorpsi terbaik dicapai pada kecepatan pengadukan 500 rpm dan waktu kontak 1 jam.
Dalam kondisi ini, hidrogel FA-D mencapai efisiensi penghilangan PbAA maksimum sebesar 98,21%.
Secara keseluruhan, hidrogel komposit berbasis FA menunjukkan potensi yang kuat sebagai adsorben berbiaya rendah, ramah lingkungan, dan stabil secara mekanis untuk pengolahan air limbah yang terkontaminasi PbAA.
Kata kunci: Fly ash.
Hidrogel.
Adsorpsi.
Logam berat.
Limbah cair.
ABSTRACT
The increasing production of fly ash (FA) from coal-fired power plants in Indonesia and the associated risk of heavy metal contamination necessitate the development of sustainable adsorbent materials.
This study reports the synthesis of a composite hydrogel of sodium alginate fly ash cross-linked with CaClCC and its application for PbAA adsorption in a batch system.
Experiments included FA preparation, hydrogel synthesis, swelling analysis, evaluation of physical stability defined as resistance to frictional forces due to stirring during adsorption, and analysis of Pb2 concentration using Atomic Absorption Spectroscopy (AAS).
Visual observation of surface morphology characterization showed a homogeneous dispersion of FA particles within the three-dimensional hydrogel network.
Among the formulations.
FA-D showed the best physical stability with the best swelling value of 0.
91%, indicating effective cross-linking and structural compactness.
The best adsorption was achieved at a stirring speed of 500 rpm and a contact time of 1 hour.
Under these conditions, the FA-D hydrogel achieved a maximum PbAA removal efficiency Overall, the FA-based composite hydrogels show strong potential as low-cost, environmentally friendly, and mechanically stable adsorbents for the treatment of PbAA-contaminated wastewater.
Keywords: Fly ash.
Hydrogel.
Adsorption.
Heavy metals.
Liquid waste.
Copyright A 2026 by Authors.
Published by JITK.
This is an open-access article under the CC BY-SA License .
ttps://creativecommons.
org/licenses/by-sa/4.
How to cite: Lestari.
Farrah Fadhillah Hanum.
Maryudi, & Budi Setya Wardhana.
Studi Awal Sintesis dan Evaluasi Kestabilan Hidrogel Komposit Fly AshAeAlginate untuk Adsorpsi PbAA.
Jurnal Ilmiah Teknik Kimia, 10.
, 68Ae79.
Permalink/DOI: 10.
32493/jitk.
Jurnal Ilmiah Teknik Kimia Januari 2026, 10 .
Jurnal Ilmiah Teknik Kimia.
Vol.
10 No.
1 (Januari 2.
PENDAHULUAN Abu batubara merupakan salah satu limbah padat hasil pembakaran batubara di Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) maupun sektor industri lainnya (Hanum et , 2.
Abu batubara terdiri dari 2 jenis yaitu fly ash (FA) dan bottom ash (BA) (Wardhana.
Hanum.
Lestari, et al.
, 2.
Indonesia, diperkirakan mencapai sekitar 15 juta ton per tahun, sehingga menimbulkan tantangan serius dalam pengelolaannya dan potensi risiko pencemaran lingkungan apabila tidak dimanfaatkan secara optimal (Astusi & Kurniawan, 2015.
Hardyanti & Syafrudin.
Di sisi lain.
FA mengandung komponen anorganik utama seperti silika (SiOCC) dan alumina (AlCCOCE) dengan luas permukaan relatif tinggi, menjadikannya material yang berpotensi digunakan sebagai adsorben untuk pengolahan air limbah, khususnya yang mengandung logam berat (Hanum et al.
, 2024.
Visa & Chelaru, 2.
Meskipun abu batubara telah diketahui mampu menyerap berbagai jenis polutan termasuk logam berat, kapasitas adsorpsinya secara alami masih tergolong rendah (Ahmaruzzaman, 2.
Penggunaan FA sebagai adsorben telah diteliti oleh Wardhana.
Hanum.
Mufrodi, et , .
yang melaporkan pemanfaatan FA, baik dalam bentuk asli maupun setelah modifikasi menjadi zeolit, geopolimer, atau adsorben teraktivasi, untuk penjerapan ion logam berat seperti PbAA dengan efisiensi yang cukup tinggi hingga mencapai efisiensi diatas 90%.
Namun demikian, penggunaan FA dalam bentuk serbuk menghadapi kendala praktis yang signifikan, terutama pada tahap pemisahan adsorben dari media cair setelah proses adsorpsi.
Ukuran partikel FA yang sangat halus menyebabkan pemisahan melalui metode konvensional seperti filtrasi dan sentrifugasi menjadi tidak efisien, memerlukan konsumsi energi tinggi, waktu operasi yang lebih lama, serta berpotensi meningkatkan biaya operasional pada skala aplikasi nyata.
Berdasarkan permasalahan tersebut, penelitian ini mengembangkan metode modifikasi FA Jurnal Ilmiah Teknik Kimia E-ISSN 2685 Ae 323X dalam bentuk hidrogel komposit.
Pendekatan kemudahan pemisahan, memperkuat stabilitas struktur material selama proses adsorpsi, serta meningkatkan efektivitas penjerapan ion logam berat (Mufrodi et al.
, 2010.
Wardhana et al.
, 2.
Pencemaran logam berat seperti timbal (Pb ) di lingkungan, khususnya pada air limbah industri, menjadi masalah serius karena sifat toksiknya yang dapat membahayakan kesehatan manusia dan ekosistem (Asiva Noor Rachmayani, 2.
Salah satu metode yang banyak dikembangkan untuk mengatasi menggunakan material berbasis limbah, seperti FA (Jadaa, 2.
Berbagai penelitian menunjukkan bahwa FA, baik dalam bentuk asli maupun setelah dimodifikasi atau dikonversi menjadi geopolimer dan zeolit, mampu mengadsorpsi Pb2 secara efisien kompleksasi permukaan, dan presipitasi.
Namun, belum banyak penelitian yang membahas secara detail bagaimana potensi adsorben FA yang dimodifikasi menjadi hidrogel komposit.
Struktur hidrogel yang berupa jaringan tiga dimensi .
D) berpori memungkinkan penyerapan air dan polutan dalam jumlah besar, serta menyediakan banyak situs aktif untuk proses adsorpsi (Darban et al.
, 2.
Selain itu, hidrogel batubara dapat mengalami swelling atau mengembang secara signifikan, sehingga meningkatkan kontak antara adsorben dan polutan di dalam air (Darban et al.
Hidrogel batubara umumnya bersifat stabil secara kimia dan mekanik, sehingga dapat digunakan berulang kali tanpa kehilangan efisiensi adsorpsi.
Selain itu, hidrogel ini juga ramah lingkungan karena dapat terbuat dari bahan-bahan yang biodegradable dan tidak beracun, sehingga aman untuk aplikasi pengolahan air limbah (Zhao et al.
, 2.
Kombinasi sifat-sifat tersebut membuat hidrogel batubara menjadi salah satu material adsorben yang menjanjikan untuk mengatasi pencemaran air akibat limbah Januari 2026, 10 .
Jurnal Ilmiah Teknik Kimia.
Vol.
10 No.
1 (Januari 2.
Adsorben berbasis FA menunjukkan efisiensi tinggi dalam mengadsorpsi PbAA, dengan beberapa material mampu mencapai efisiensi di atas 90% dan kapasitas adsorpsi hingga ratusan mg/g (Wardhana.
Hanum.
Mufrodi, et al.
, 2.
Faktor-faktor yang .
mumnya optimal pada pH 4Ae.
, dosis adsorben, waktu kontak, dan suhu.
Proses adsorpsi umumnya mengikuti model isotherm Langmuir dan kinetika pseudo-orde dua, menandakan adsorpsi kimia multilapis dan kecenderungan proses spontan serta endo-/eksotermik (Kobayashi et al.
, 2.
Meskipun berbagai studi telah melaporkan penggunaan hidrogel berbasis polimer alami dan material anorganik untuk adsorpsi logam berat, kajian yang secara spesifik membahas pengaruh rasio FA terhadap matriks alginat dalam mencapai keseimbangan antara daya swelling dan kestabilan fisik hidrogel masih sangat Terlebih lagi, hingga saat ini belum formulasi hidrogel komposit berbasis FA yang berasal dari PLTU di Indonesia, khususnya dari wilayah Sulawesi, yang memiliki karakteristik kimia dan mineralogi berbeda dibandingkan FA dari negara lain.
Perbedaan asal FA ini berpotensi memengaruhi interaksi antara partikel FA dan matriks polimer, serta berdampak langsung pada sifat mekanik dan kinerja adsorpsi hidrogel.
Oleh karena itu, kebaruan penelitian ini terletak pada perancangan dan evaluasi formulasi rasio FAAesodium alginate untuk memperoleh keseimbangan optimal antara kemampuan swelling dan kestabilan fisik hidrogel, sekaligus mengkaji kinerjanya sebagai adsorben PbAA.
Penelitian ini tidak hanya memberikan kontribusi ilmiah dalam pemahaman hubungan komposisiAestrukturAe kinerja hidrogel berbasis FA, tetapi juga menawarkan pendekatan aplikatif yang lebih efisien energi dan berkelanjutan untuk pengolahan limbah cair yang mengandung logam berat.
Jurnal Ilmiah Teknik Kimia
E-ISSN 2685 Ae 323X
BAHAN DAN METODE
Alat dan Bahan Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini meliputi magnetic stirrer untuk proses sintesis hidrogel dan adsorpsi, gelas beker .
mL) sebagai reaktor batch, erlenmeyer dan corong kaca untuk proses filtrasi, oven pengering, neraca analitik, serta Atomic Absorption Spectroscopy (AAS) untuk analisis konsentrasi PbAA.
Bahan yang digunakan meliputi fly ash (FA) yang diperoleh dari salah satu Pembangkit Listrik Tenaga Uap (PLTU) di Sulawesi.
Indonesia.
Sodium alginate .
rade tekni.
digunakan sebagai matriks polimer Kalsium klorida (CaClCC, analytical grade.
Ou99%) digunakan sebagai agen pengikat silang.
Timbal nitrat Pb(NOCE)CC .
nalytical grade.
Ou99%) digunakan sebagai sumber ion PbAA dalam pembuatan larutan limbah sintetik.
Aquadest digunakan sebagai pelarut dalam seluruh tahapan percobaan.
Pembuatan Adsorben Hidrogel Berbasis FA Pembuatan adsorben sintesis hidrogel diawali dengan formulasi FA, sodium alginate dan Aquadest.
FA ditimbang dengan berat tertentu .
-10 g.
dan sodium alginate ditimbang sebanyak 1 gr kemudian dicampurkan dalam 200 ml aquadest dan diaduk menggunakan magnetic stirrer pada kecepatan maksimal 1000 rpm selama 30 menit hingga homogen.
Setelah formulasi sintesis hidrogel selesai, lalu menyiapkan larutan campuran 1 gr CaCl2 dengan 100 ml aquadest .
dan aduk menggunakan spatula hingga homogen.
Kemudian mencetak formula sintesis hidrogel FA menggunakan pipet tetes dan meneteskan secara perlahan ke dalam larutan CaCl2.
Hidrogel yang terbentuk direndam dalam larutan CaClCC selama A24 jam untuk memastikan proses pengikatan silang berlangsung sempurna, kemudian disimpan pada suhu ruang dalam wadah tertutup agar tidak terkontaminasi sebelum digunakan.
Uji Swelling dan Ketahanan Fisik Hidrogel Uji mengevaluasi kemampuan hidrogel dalam menyerap air dan mengembang sampai kondisi Januari 2026, 10 .
Jurnal Ilmiah Teknik Kimia.
Vol.
10 No.
1 (Januari 2.
Hidrogel yang baik akan memiliki nilai swelling tinggi, menandakan kemampuannya menyimpan air di dalam struktur polimer.
Prosedurnya dilakukan dengan merendam hidrogel yang sudah dikeringkan dalam oven dengan suhu 80oC ke dalam air aquadest selama 24 jam, menimbang berat awal (W.
dan berat setelah pembengkakan (W.
pada waktu Hasil uji swelling dihitung menggunakan rumus:
Swelling (%) = x 100% .
di mana W0 adalah berat awal hidrogel kering, dan Wt adalah berat hidrogel setelah Kemudian uji ketahanan fisik dilakukan dengan memvariasikan massa FA dikontakkan ke dalam beberapa variasi diantaranya variasi kecepatan pengadukan .
-1000 rp.
dan variasi waktu pengadukan .
-300 meni.
Uji ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana karakteristik fisik hidrogel selama proses adsorpsi Metode Evaluasi Kekeruhan Tingkat kekeruhan larutan setelah pengamatan visual, berdasarkan perubahan kejernihan larutan dan keberadaan partikel hidrogel yang terlepas ke dalam media cair.
Metode ini digunakan sebagai indikator kualitatif degradasi fisik hidrogel akibat gaya gesek selama pengadukan.
Karakterisasi Visual Hidrogel Karakterisasi visual hidrogel dilakukan melalui pengamatan morfologi permukaan dan keutuhan struktur hidrogel selama menggunakan beberapa parameter variasi diantaranya, variasi FA .
,5 gr.
5 gr.
7,5 gr dan 10 g.
, variasi waktu .
Ae 300 meni.
dan variasi kecepatan pengadukan .
- 1000 Jurnal Ilmiah Teknik Kimia E-ISSN 2685 Ae 323X Evaluasi ini bertujuan untuk menilai distribusi FA dalam matriks hidrogel serta perubahan bentuk akibat pengadukan.
Proses Adsorpsi pada Logam Berat Pb2 Proses adsorpsi dilakukan dengan mencampurkan adsorben sintesis hidrogel berbasis FA ke dalam gelas beker berukuran 500 ml yang berisi air limbah sintetik mengandung logam berat.
Air limbah sintetik Pb2 disiapkan dengan melarutkan logam berat Pb2 ke dalam aquadest hingga mencapai konsentrasi 1000 ppm.
Untuk proses adsorpsi, adsorben hidrogel abu batubara ditambahkan ke dalam larutan limbah logam sintetis.
Campuran ini kemudian diaduk menggunakan magnetic stirrer dengan kecepatan 500 rpm pada suhu 30AC selama 1 jam.
Dapat dilihat gambar rangkaian alat percobaan proses adsorpsi pada Gambar 1.
Gambar 1.
Rangkai Alat Percobaan Adsorpsi Setelah proses adsorpsi selesai, larutan disaring menggunakan kertas saring untuk Konsentrasi ion logam berat yang tersisa di dalam larutan dianalisis menggunakan AAS.
Efisiensi
%RE =
x 100% .
Keterangan:
%RE = Removal Efficiency (%) C0 = Konsentrasi awal ion logam berat .
Ce = Konsentrasi akhir ion logam berat .
Hasil perhitungan %RE digunakan untuk menentukan kapasitas adsorpsi dari masing-masing perlakuan.
Adsorben dengan performa terbaik akan digunakan pada tahap Januari 2026, 10 .
Jurnal Ilmiah Teknik Kimia.
Vol.
10 No.
1 (Januari 2.
HASIL DAN PEMBAHASAN Penelitian mengetahui pengaruh variasi massa FA, pengadukan dan uji swelling terhadap kestabilan fisik hidrogel berbasis FA serta mengetahui bagaimana kinerjanya dalam menjerap logam berat Pb2 .
Analisis dilakukan untuk menilai tingkat kehancuran hidrogel serta perubahan kejernihan air sebagai indikator stabilitas struktural dan ketahanan material terhadap gaya gesek.
Pengujian ini merupakan tahap awal untuk menentukan kondisi optimum pembuatan hidrogel yang kokoh, homogen, dan tahan terhadap pengadukan sebelum digunakan sebagai adsorben logam berat.
Selain itu juga, sintesis hidrogel berbasis FA ini diuji mengenai efektivitasnya dalam menjerap kadar logam yang terkandung dalam limbah sintesis logam berat.
Observasi Awal Sintesis Hidrogel Berbasis FA Proses menghasilkan hidrogel yang stabil, efektif, dan ramah lingkungan untuk berbagai aplikasi, termasuk adsorpsi polutan dalam sistem perairan.
Berdasarkan hasil penelitian sistem batch yang telah dilakukan dengan kecepatan pengadukan 500 rpm dan waktu pengadukan 1 jam dapat dilihat pada Tabel 1, ditemukan bahwa ukuran partikel abu batubara yang sangat halus menyebabkan kesulitan dalam proses pemisahan padatan, sehingga memerlukan waktu pemisahan yang lebih lama dibandingkan material berukuran lebih besar.
Maka pada tahapan awal ini, penelitian bertujuan untuk berdasarkan massa dan ketahanannya dalam variasi kecepatan pengadukan dan waktu Jurnal Ilmiah Teknik Kimia E-ISSN 2685 Ae 323X Tabel 1.
Observasi Awal Sintesis Hidrogel Berbasis Kode
Sampel
FA-A
FA-B
FA-C
FA-D
FA-E
Sodium Alginate .
Aquadest Bentuk Hidrogel Tekstur Keterangan :
: Kurang pekat : Cukup pekat : Pekat : Kokoh : Sedikit hancur Pengaruh Variasi FA terhadap Daya Swelling Hidrogel Uji swelling dilakukan untuk mengetahui kemampuan hidrogel dalam menyerap dan menahan air yang merefleksikan kerapatan jaringan serta interaksi hidrogelnya dengan fasa cair.
Nilai swelling yang lebih tinggi menunjukan kemampuan pengembangan yang lebih besar akibat penetrasi air ke dalam matriks hidrogel.
Pada penelitian ini, dilakukan pengujian swelling terhadap hidrogel sampel FA-A.
FA-B.
FA-C.
FA-D dan FA-E untuk mengetahui pengaruh variasi tersebut terhadap kemampuan hidrogel menyerap air.
Hasil pengujian disajikan pada Tabel 2 berikut.
Tabel 2.
Pengaruh Variasi FA terhadap Daya Swelling Hidrogel
Sampel
FA-A
FA-B
FA-C
FA-D
FA-E
Swelling (%) 1,05 0,71 0,61 0,91 0,72 Hasil pengujian swelling menunjukkan bahwa penambahan FA mempengaruhi kemampuan swelling hidrogel melalui perubahan struktur pori dan kerapatan Januari 2026, 10 .
Jurnal Ilmiah Teknik Kimia.
Vol.
10 No.
1 (Januari 2.
Jurnal Ilmiah Teknik Kimia penambahan FA mempengaruhi kemampuan pengembangan matriks hidrogel.
Komposisi FA pada hidrogel FA-D disimpulkan sebagai komposisi optimum berdasarkan parameter uji Pengaruh Massa FA dan Kecepatan Pengadukan Uji pengaruh massa FA dan kecepatan pengadukan terhadap tingkat kestabilan fisik hidrogel dan tingkat kekeruhan air dilakukan pada rentang 100Ae1000 rpm dan massa FA 2,5 Ae 10 gr dengan durasi pengadukan selama 1 Dengan hasil penelitian dapat dilihat pada Gambar 2.
Untuk evaluasi kestabilan fisik hidrogel selama pengadukan, tingkat degradasi hidrogel diklasifikasikan menggunakan skala semikuantitatif berdasarkan kondisi visual hidrogel setelah proses pengadukan, sebagaimana ditunjukkan pada Tabel 3.
Tabel 3.
Skala Semi-Kuantitatif Kestabilan Fisik
Hidrogel
Skala
Kategori Utuh
Mulai Terkikis Sedikit Hancur
Hancur
Deskripsi Visual
Hidrogel
mempertahankan bentuk awal, tidak terlihat erosi
atau pelepasan partikel
Permukaan mulai tererosi, tetapi bentuk utama masih Hidrogel terfragmentasi menjadi beberapa bagian Hidrogel terdisintegrasi, banyak partikel terlepas ke dalam larutan FA-B
FA-C
FA-D
FA-E
Sedikit Hancur Tingkat Kestabilan Fisik Hidrogel FA-A yang merupakan hidrogel tanpa penambahan FA memiliki nilai swelling tertinggi sebesar 1,05%, yang menunjukkan bahwa struktur matriks hidrogel yang didominasi oleh jaringan polimer yang memungkinkan penyerapan fasa cair secara Penambahan mempengaruhi komposisi matriks hidrogel.
Pada FA-B dan FA-C, nilai swelling mengalami penurunan menjadi 0,71% dan 0,61%.
Penurunan ini menunjukkan bahwa keberadaan FA pada jumlah tertentu bertindak sebagai filler anorganik yang mengisi ruang pori hidrogel sehingga meningkatkan kerapatan jaringan polimer.
Kondisi ini menghambat proses penetrasi fasa cair ke dalam matriks hidrogel.
Hal ini sesuai dengan hasil riset sebelumnya yang menyatakan bahwa struktur yang lebih rapat akibat penyisipan partikel FA mengurangi ruang kosong .
sehingga air yang dapat masuk menjadi lebih terbatas (S.
Ghani et , 2.
Pada hidrogel FA-D, nilai swelling 0,91%.
Fenomena ini menunjukkan bahwa pada komposisi tertentu, penambahan FA dapat pembentukan distribusi partikel pori di dalam matriks hidrogel.
Hal ini mungkin terjadi karena interaksi antara FA dan matriks alginat menjadi lebih optimal, hidrogel dalam mengikat air tanpa menyebabkan penyumbatan pori (Saha et al.
Namun, pada hidrogel FA-E, terjadi penurunan drastis nilai swelling menjadi 0,72%.
Hal ini mengindikasikan bahwa terjadinya penumpukan partikel pori yang terlalu padat dalam matriks hidrogel.
Sehingga fleksibilitas jaringan, memperkecil ukuran pori, dan menghambat proses difusi air ke dalam struktur hidrogel.
Dengan demikian, nilai swelling menunjukkan bahwa dengan adanya E-ISSN 2685 Ae 323X Mulai Terkikis Utuh Kecepatan Pengadukan .
Gambar 2.
Grafik Pengaruh Kecepatan Pengadukan Terhadap Tingkat Kestabilan Fisik Hidrogel pada Variasi Konsentrasi FA Januari 2026, 10 .
Jurnal Ilmiah Teknik Kimia.
Vol.
10 No.
1 (Januari 2.
Berdasarkan skala semi-kuantitatif kestabilan fisik, hidrogel dengan kandungan (FA-B) peningkatan tingkat degradasi dari skala 1 menjadi skala 2 pada kecepatan pengadukan 500 rpm.
Sebaliknya, hidrogel FA-D tetap berada pada skala 1 hingga 500 rpm dan baru menunjukkan degradasi ringan .
pada kecepatan yang lebih tinggi.
Hal ini kandungan FA berkontribusi terhadap peningkatan ketahanan hidrogel terhadap gaya gesek.
Hal penambahan FA dalam jumlah lebih besar meningkatkan kekuatan fisik hidrogel karena partikel FA bertindak sebagai filler yang memperkuat jaringan gel (Kalinkin et al.
FA-B
FA-C
FA-D
FA-E
Tingkat Kekeruhan Air Keruh Sedikit Keruh Jernih Kecepatan Pengadukan .
Gambar 3.
Grafik Pengaruh Kecepatan Pengadukan Terhadap Tingkat Kekeruhan Air pada Variasi Konsentrasi FA Pengujian tingkat kekeruhan air digunakan untuk menilai sejauh mana partikel hidrogel terlepas ke dalam larutan ketika dikenai gaya mekanik melalui pengadukan (Smith et al.
, 2.
Semakin keruh air yang terbentuk, semakin banyak partikel hidrogel yang mengalami erosi, terkelupas, atau hancur akibat gesekan.
Kecepatan pengadukan yang lebih tinggi mempercepat laju transfer massa eksternal, sehingga mempercepat proses adsorpsi dan meningkatkan efisiensi penyerapan polutan hingga titik tertentu.
Jurnal Ilmiah Teknik Kimia E-ISSN 2685 Ae 323X Namun, jika kecepatan terlalu tinggi, efisiensi bisa menurun akibat desorpsi atau kerusakan struktur adsorben (Amrhar et al.
, 2021.
Guiza et al.
, 2019.
Roldyn-Cruz et al.
, 2.
Sedangkan Meningkatkan massa adsorben menyediakan lebih banyak situs aktif untuk penyerapan, sehingga meningkatkan kapasitas dan efisiensi adsorpsi (Garg et al.
, 2008.
Meili et al.
, 2.
Namun, setelah titik tertentu, penambahan massa adsorben tidak lagi meningkatkan efisiensi secara signifikan karena semua polutan sudah teradsorpsi atau terjadi aglomerasi partikel yang mengurangi area permukaan efektif (Akar et al.
, 2022.
Guiza et al.
, 2019.
Irdemez et al.
, 2.
Hasil menunjukkan bahwa pada kecepatan rendah hingga menengah .
Ae400 rp.
, seluruh variasi massa FA menghasilkan hidrogel yang masih utuh dengan air yang tetap jernih.
Namun, mulai dari 500 rpm, hidrogel dengan konsentrasi FA rendah (FA-B dan FA-C) mulai mengalami pengikisan, sedangkan hidrogel FA-D dan FA-E masih utuh hingga 600 rpm.
Pada kecepatan tinggi .
Ae1000 rp.
, semua hidrogel mulai terkikis bahkan sedikit hancur, dan kekeruhan air meningkat tajam akibat terlepasnya partikel FA ke dalam medium.
Fenomena ini menunjukkan bahwa peningkatan kecepatan pengadukan memperbesar gaya gesek yang menyebabkan ikatan antara rantai polimer dan partikel FA menjadi tidak stabil (Ghica et al.
Secara umum, kondisi optimum terdapat pada kecepatan 500Ae600 rpm, di mana hidrogel masih stabil secara fisik tanpa menyebabkan peningkatan kekeruhan yang Berdasarkan pengamatan ini dan nilai uji swelling yang didapatkan sebelumnya, formulasi massa FA-D dipilih sebagai komposisi ideal untuk pengujian lanjutan.
Januari 2026, 10 .
Jurnal Ilmiah Teknik Kimia.
Vol.
10 No.
1 (Januari 2.
Hancur Tingkat Kestabilan Fisik Hidrogel Pengaruh Waktu Pengadukan terhadap Tingkat Kestabilan Fisik Hidrogel pada Kecepatan Pengadukan 500 rpm Pengujian dilakukan dengan formulasi hidrogel FA-D dengan variasi waktu 0 Ae 300 Didapatkan hasil pada Gambar 4.
E-ISSN 2685 Ae 323X Sedikit Hancur Mulai Terkikis Utuh Tingkat Kestabilan Fisik Hidrogel Hancur Waktu Pengadukan .
Sedikit Hancur Gambar 5.
Grafik Pengaruh Waktu Pengadukan Terhadap Tingkat Kestabilan Fisik Hidrogel pada Variasi Kecepatan Pengadukan 600 rpm Mulai Terkikis Utuh Waktu Pengadukan .
Gambar 4.
Grafik Pengaruh Waktu Pengadukan Terhadap Tingkat Kestabilan Fisik Hidrogel pada Variasi Kecepatan Pengadukan 500 rpm Hasil pengujian menunjukkan bahwa kestabilan fisik hidrogel sangat dipengaruhi oleh lamanya waktu pengadukan dan besarnya kecepatan .
Pada kecepatan pengadukan 500 rpm, hidrogel mampu mempertahankan kondisi utuh hingga menit Hal ini menunjukkan bahwa pada durasi singkat hingga menengah, gaya gesek yang diterima hidrogel belum cukup untuk merusak struktur jaringannya (Ghica et al.
Hal ini membuktikan bahwa peningkatan kandungan FA berperan penting dalam memperkuat struktur hidrogel karena partikel anorganik berfungsi sebagai reinforcing filler yang meningkatkan kekompakan dan kekuatan mekanik jaringan polimer (Wang et al.
, 2.
Pengaruh Waktu Pengadukan terhadap Tingkat Kestabilan Fisik Hidrogel pada Kecepatan Pengadukan 600 rpm Pengujian yang sama dilakukan kembali dengan kecepatan pengadukan yang berbeda, yaitu pada 600 rpm.
Hasil pengamatan dapat dilihat pada gambar 5.
Jurnal Ilmiah Teknik Kimia Gambar 5 menunjukkan bahwa kecepatan 600 rpm memberikan pengaruh signifikan terhadap tingkat kestabilan fisik Pada waktu pengadukan 0Ae60 menit, hidrogel masih berada pada kondisi utuh, berkembang sepenuhnya.
Memasuki 90Ae150 menit, hidrogel mulai menunjukkan kondisi mulai terkikis, yang mengindikasikan proses pengikatan silang .
mulai meningkat namun struktur masih belum stabil Pada interval 180Ae210 menit, hidrogel mencapai kondisi sedikit hancur, menunjukkan bahwa intensitas pengadukan yang tinggi mulai memberikan tegangan mekanis yang memengaruhi integritas struktur.
Setelah melewati 210 menit hingga 300 menit, hidrogel tercatat berada pada kondisi hancur, menandakan bahwa pengadukan yang terlalu lama pada 600 rpm menyebabkan kerusakan jaringan polimer akibat gaya gesek yang Secara keseluruhan, data ini menegaskan bahwa pada kecepatan tinggi, waktu pengadukan optimal perlu dibatasi untuk mencegah degradasi fisik hidrogel (S.
Ghani et al.
, 2.
Januari 2026, 10 .
Jurnal Ilmiah Teknik Kimia.
Vol.
10 No.
1 (Januari 2.
Pengaruh Waktu Pengadukan terhadap Tingkat Kestabilan Fisik Hidrogel pada Kecepatan Pengadukan 700 rpm Pengujian yang sama dilakukan kembali dengan kecepatan pengadukan yang berbeda pada 700 rpm untuk perbandingan Hasil pengamatan dapat dilihat pada gambar 6.
Tingkat Kestabilan Fisik Hidrogel Hancur Sedikit Hancur Mulai Terkikis Utuh E-ISSN 2685 Ae 323X Aplikasi Adsorben pada Logam Berat Pengujian efektivitas adsorpsi hidrogel dilakukan untuk mengetahui kemampuan masing-masing variasi komposisi dalam mengurangi konsentrasi logam berat pada Variasi yang diuji meliputi hidrogel FA-A, hidrogel FA-C, dan hidrogel FA-D.
Jenis logam berat yang akan dianalisis yaitu Pb(NO.
Hasil persentase removal yang diperoleh mencerminkan seberapa besar kemampuan hidrogel dalam mengadsorpsi logam-logam tersebut.
Data berikut disajikan dalam Tabel 4 perbandingan efektivitas adsorpsi berdasarkan variasi komposisi Tabel 4.
Persentase Removal Logam Pb2 oleh Hidrogel pada Variasi Konsentrasi FA Waktu Pengadukan .
Gambar 6.
Grafik Pengaruh Waktu Pengadukan Terhadap Tingkat Kestabilan Fisik Hidrogel pada Variasi Kecepatan Pengadukan 700 rpm Gambar 6 menunjukkan bahwa pada kecepatan 700 rpm, semakin lama waktu pengadukan, semakin rendah kestabilan fisik Hidrogel masih utuh pada 0Ae60 menit, mulai terkikis pada 90Ae120 menit, menjadi sedikit hancur pada 150Ae180 menit, dan sepenuhnya hancur pada Ou210 menit.
Secara ilmiah, kecepatan pengadukan yang sangat tinggi .
menghasilkan gaya gesek yang kuat sehingga merusak jaringan polimer hidrogel (Fransiska & Reynaldi, 2.
Gaya turbulensi ini memutus ikatan silang antara sodium alginate dan Ca, mengganggu distribusi partikel abu batubara, serta menghambat pembentukan struktur gel yang kompak.
Akibatnya, semakin lama hidrogel terekspos gaya mekanik tinggi, struktur matriksnya semakin lemah hingga akhirnya hancur (Simion et al.
, 2.
Jurnal Ilmiah Teknik Kimia Sampel % Removal .
FA-A
FA-C
FA-D
91,16
97,57
98,21
Berdasarkan data hasil persen removal di atas, terlihat bahwa penambahan FA berpengaruh signifikan terhadap kemampuan adsorpsi hidrogel, terutama pada logam PbAA.
FA-A mampu mengadsorpsi Pb sebesar 91,16%, sedangkan pada sampel FA-C dan FA-D yang menunjukan pada penambahan FA, nilai % removal meningkat menjadi 97,57% dan 98,21%.
Peningkatan efisiensi adsorpsi PbAA pada hidrogel dengan kandungan FA yang lebih tinggi diduga berkaitan dengan dan/atau kompleksasi permukaan yang melibatkan komponen mineral utama FA.
Dugaan ini didasarkan pada karakteristik kimia FA yang umumnya kaya akan fase silika dan alumina, yang dalam berbagai studi dilaporkan memiliki afinitas terhadap ion logam berat.
Januari 2026, 10 .
Jurnal Ilmiah Teknik Kimia.
Vol.
10 No.
1 (Januari 2.
Temuan ini sejalan dengan laporan sebelumnya yang menunjukkan bahwa adsorpsi PbAA oleh material berbasis FA dapat berlangsung melalui mekanisme pertukaran ion dan kompleksasi permukaan, meskipun konfirmasi mekanistik secara langsung memerlukan analisis instrumen lanjutan seperti FTIR atau EDX (Wardhana.
Hanum.
Mufrodi, et al.
, 2.
Oleh karena itu, mekanisme adsorpsi yang diusulkan dalam penelitian ini bersifat indikatif dan didasarkan pada kecenderungan hasil adsorpsi serta kesesuaian dengan literatur terdahulu, bukan sebagai bukti mekanistik yang bersifat konklusif.
Secara keseluruhan, formulasi FA-C dan FA-D menunjukkan kinerja adsorpsi terbaik terutama terhadap Pb, dengan FA-D menghasilkan efisiensi penyerapan tertinggi dan kestabilan struktur hidrogel yang baik.
KESIMPULAN
Berdasarkan hasil penelitian ini, dapat disimpulkan bahwa hidrogel komposit berbasis fly ashAealginate berhasil disintesis dan menunjukkan kinerja yang efektif dalam mengadsorpsi ion PbAA dari limbah cair Pada konsentrasi awal PbAA (CCA) sebesar 1000 ppm, formulasi hidrogel FA-D memberikan keseimbangan terbaik antara daya swelling .
,91%) dan kestabilan fisik terhadap gaya gesek selama pengadukan.
Dengan kondisi operasi pada kecepatan pengadukan 500 rpm, waktu kontak 1 jam, dan suhu 30 AC, di mana hidrogel FA-D mampu mencapai efisiensi removal PbAA tertinggi sebesar 98,21%.
Peningkatan kandungan FA terbukti meningkatkan ketahanan mekanik hidrogel dan kinerja adsorpsi, meskipun mekanisme adsorpsi yang terlibat masih bersifat indikatif dan memerlukan konfirmasi melalui analisis instrumen lanjutan.
Secara keseluruhan.
Jurnal Ilmiah Teknik Kimia E-ISSN 2685 Ae 323X hidrogel berbasis FA ini berpotensi diaplikasikan sebagai adsorben yang efektif, ramah lingkungan, dan berenergi rendah untuk pengolahan limbah cair yang mengandung PbAA.
DAFTAR PUSTAKA