Pengembangan Sistem Pengolahan Limbah Industri Tapioka Menggunakan Membran Biokomposit Selulosa/Nanosilika dengan Sensor Kekeruhan Berbasis IoT

Sari

Industri tapioka menghasilkan limbah cair dalam jumlah besar dengan kandungan Total Suspended Solids (TSS) dan kekeruhan yang tinggi sehingga berpotensi mencemari lingkungan perairan. Penelitian ini bertujuan mengembangkan sistem pengolahan limbah cair tapioka menggunakan membran biokomposit selulosa/nanosilika yang terintegrasi dengan sensor kekeruhan berbasis Internet of Things (IoT). Nanosilika berbasis sekam padi diisolasi melalui proses karbonisasi dan perlakuan asam, sedangkan membran disintesis menggunakan metode solvent casting. Membran yang dihasilkan memiliki ukuran pori rata-rata 0,56 µm dan porositas sebesar 93,53%, sehingga proses pemisahan berlangsung melalui mekanisme microfiltration (MF). Hasil pengujian kinerja menunjukkan fluks awal sebesar 348,73 L/m²·jam yang menurun menjadi 160,63 L/m²·jam setelah 30 menit filtrasi akibat terbentuknya fouling pada permukaan membran. Membran mampu menurunkan kekeruhan hingga 50,88% dan TSS hingga 68,39% setelah tiga siklus filtrasi, dengan peningkatan efisiensi yang konsisten pada setiap siklus. Kinerja pemisahan dipengaruhi oleh kombinasi mekanisme size exclusion, pembentukan lapisan cake, dan adsorpsi pada gugus aktif membran. Selain itu, sensor kekeruhan berbasis IoT menunjukkan kesesuaian yang baik dengan turbidimeter standar dan menghasilkan model kalibrasi kuadratik dengan koefisien determinasi (R²) lebih dari 0,99, sehingga memungkinkan pemantauan kualitas air secara real-time. Hasil penelitian menunjukkan bahwa integrasi membran biokomposit selulosa/nanosilika dan sistem pemantauan berbasis IoT berpotensi menjadi alternatif yang ramah lingkungan dan berkelanjutan untuk pengolahan limbah cair industri tapioka.

Kata kunci: membran biokomposit; nanosilika; limbah cair tapioka; sensor kekeruhan; Internet of Things