journal coconut shell activated carbon

8/18/2019 Journal Coconut Shell Activated Carbon

1/9

See discussions, stats, and author profiles for this publication at: http://www.researchgate.net/publication/256233088

Elemental Analysis of Coconut Shell ActivatedCarbon using Ultimate Analysis

THESIS · AUGUST 2012

READS

6,711

1 AUTHOR:

Iskandar Banjow

Bandung Institute of Technology

1 PUBLICATION 0 CITATIONS

SEE PROFILE

Available from: Iskandar Banjow

Retrieved on: 17 November 2015

http://www.researchgate.net/institution/Bandung_Institute_of_Technology?enrichId=rgreq-10c008b5-c773-4593-9ac7-b837d68d9624&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI1NjIzMzA4ODtBUzo5ODc4Mjg4NDY2MzI5N0AxNDAwNTYzMDgzMDU1&el=1_x_6http://www.researchgate.net/institution/Bandung_Institute_of_Technology?enrichId=rgreq-10c008b5-c773-4593-9ac7-b837d68d9624&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI1NjIzMzA4ODtBUzo5ODc4Mjg4NDY2MzI5N0AxNDAwNTYzMDgzMDU1&el=1_x_6http://www.researchgate.net/institution/Bandung_Institute_of_Technology?enrichId=rgreq-10c008b5-c773-4593-9ac7-b837d68d9624&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI1NjIzMzA4ODtBUzo5ODc4Mjg4NDY2MzI5N0AxNDAwNTYzMDgzMDU1&el=1_x_6http://www.researchgate.net/institution/Bandung_Institute_of_Technology?enrichId=rgreq-10c008b5-c773-4593-9ac7-b837d68d9624&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI1NjIzMzA4ODtBUzo5ODc4Mjg4NDY2MzI5N0AxNDAwNTYzMDgzMDU1&el=1_x_6http://www.researchgate.net/institution/Bandung_Institute_of_Technology?enrichId=rgreq-10c008b5-c773-4593-9ac7-b837d68d9624&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI1NjIzMzA4ODtBUzo5ODc4Mjg4NDY2MzI5N0AxNDAwNTYzMDgzMDU1&el=1_x_6http://www.researchgate.net/institution/Bandung_Institute_of_Technology?enrichId=rgreq-10c008b5-c773-4593-9ac7-b837d68d9624&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI1NjIzMzA4ODtBUzo5ODc4Mjg4NDY2MzI5N0AxNDAwNTYzMDgzMDU1&el=1_x_6http://www.researchgate.net/institution/Bandung_Institute_of_Technology?enrichId=rgreq-10c008b5-c773-4593-9ac7-b837d68d9624&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI1NjIzMzA4ODtBUzo5ODc4Mjg4NDY2MzI5N0AxNDAwNTYzMDgzMDU1&el=1_x_6http://www.researchgate.net/institution/Bandung_Institute_of_Technology?enrichId=rgreq-10c008b5-c773-4593-9ac7-b837d68d9624&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI1NjIzMzA4ODtBUzo5ODc4Mjg4NDY2MzI5N0AxNDAwNTYzMDgzMDU1&el=1_x_6http://www.researchgate.net/?enrichId=rgreq-10c008b5-c773-4593-9ac7-b837d68d9624&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI1NjIzMzA4ODtBUzo5ODc4Mjg4NDY2MzI5N0AxNDAwNTYzMDgzMDU1&el=1_x_1http://www.researchgate.net/profile/Iskandar_Banjow?enrichId=rgreq-10c008b5-c773-4593-9ac7-b837d68d9624&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI1NjIzMzA4ODtBUzo5ODc4Mjg4NDY2MzI5N0AxNDAwNTYzMDgzMDU1&el=1_x_7http://www.researchgate.net/institution/Bandung_Institute_of_Technology?enrichId=rgreq-10c008b5-c773-4593-9ac7-b837d68d9624&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI1NjIzMzA4ODtBUzo5ODc4Mjg4NDY2MzI5N0AxNDAwNTYzMDgzMDU1&el=1_x_6http://www.researchgate.net/profile/Iskandar_Banjow?enrichId=rgreq-10c008b5-c773-4593-9ac7-b837d68d9624&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI1NjIzMzA4ODtBUzo5ODc4Mjg4NDY2MzI5N0AxNDAwNTYzMDgzMDU1&el=1_x_5http://www.researchgate.net/profile/Iskandar_Banjow?enrichId=rgreq-10c008b5-c773-4593-9ac7-b837d68d9624&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI1NjIzMzA4ODtBUzo5ODc4Mjg4NDY2MzI5N0AxNDAwNTYzMDgzMDU1&el=1_x_4http://www.researchgate.net/?enrichId=rgreq-10c008b5-c773-4593-9ac7-b837d68d9624&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI1NjIzMzA4ODtBUzo5ODc4Mjg4NDY2MzI5N0AxNDAwNTYzMDgzMDU1&el=1_x_1http://www.researchgate.net/publication/256233088_Elemental_Analysis_of_Coconut_Shell_Activated_Carbon_using_Ultimate_Analysis?enrichId=rgreq-10c008b5-c773-4593-9ac7-b837d68d9624&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI1NjIzMzA4ODtBUzo5ODc4Mjg4NDY2MzI5N0AxNDAwNTYzMDgzMDU1&el=1_x_3http://www.researchgate.net/publication/256233088_Elemental_Analysis_of_Coconut_Shell_Activated_Carbon_using_Ultimate_Analysis?enrichId=rgreq-10c008b5-c773-4593-9ac7-b837d68d9624&enrichSource=Y292ZXJQYWdlOzI1NjIzMzA4ODtBUzo5ODc4Mjg4NDY2MzI5N0AxNDAwNTYzMDgzMDU1&el=1_x_2


2/9

TUGAS MAKALAH JURNAL

MATA KULIAH METODOLOGI PENELITIAN

Dosen Pengajar : Dr. Eng. Abdul Waris

Judul“Analisis Unsur Karbon Aktif Tempurung Kelapa dengan Metode

Analisis Ultimat (Ultimate Analysis)”

Oleh

I s k a n d a r

NIM : 20212004

PROGRAM MAGISTER FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG

BANDUNG

2012


3/9

Analisis Unsur Karbon Aktif Tempurung Kelapa dengan

Metode Analisis Ultimat (Ultimate Analysis)

Iskandar,

Program Studi Fisika FKIP – Universitas Haluoleo Email: [email protected]

Abstrak

Analisis unsur karbon aktif tempurung kelapa telah dilakukan menggunakan metode analisis ultimat.Analisis ini menggunakan metode analisis pembakaran. Tujuan penelitian ini adalah menentukankandungan unsur karbon, hidrogen, nitrogen dan sulfur pada sampel karbon aktif tempurung kelapa.Metode analisis ultimat ini menggunakan peralatan CHN-2000 analyzer dan SC-632 analyzer. Prinsip

kerja alat ini dengan proses pembakaran yang menggunakan sel infra merah dan sel konduktivitas termal.Dalam penelitian ini dilakukan pembuatan karbon aktif dengan dua tahapan proses, karbonisasi dan

aktivasi. Proses karbonisasi bertujuan menghasilkan tempurung kelapa menjadi arang tempurung kelapa.Proses aktivasi bertujuan untuk menghasilkan karbon (arang) aktif tempurung kelapa. Karbonisasi selama

kurang lebih 8 jam dan kemudian sampel diaktivasi dengan suhu 500°C, 600°C, 700°C, 800°C, 900°C,1000°C, dan 1100°C masing-masing 30 menit. Setelah diaktivasi, sampel dianalisis menggunakan metode

analisis ultimat (ultimate analysis).Hasil analisis ultimat menunjukkan bahwa dari semua sampel memiliki kandungan unsur yang bervariasiyaitu sebagai berikut : kandungan karbon (C) kondisi aktivasi 500°C, 600°C, 700°C, 800°C, 900°C,1000°C, 1100°C secara berturut-turut yaitu 97.28 %, 96.72 %, 94.18 %, 98.15 %, 98.10 %, 98.27 %,98.80 %, kandungan hidrogen (H) sebesar 2.07 %, 1.95 %, 1.47 %, 1.05 %, 0.69 %, 0.51 %, 0.38 %, dankandungan nitrogen (N) sebesar 0.47 %, 0.47 %, 0.47 %, 0.56 %, 0.67 %, 0.77 %, 0.81 % serta kandungansulfur (S) untuk semua sampel bernilai trace. Jadi, untuk semua kondisi temperatur aktivasi, kandungan

unsur karbon paling tinggi dengan nilai rata-rata sebesar 97.36 % dan memenuhi Standar NasionalIndonesia (SNI) mutu karbon aktif.Kata Kunci : karbon aktif, tempurung kelapa, analisis ultimat, unsur karbon, hidrogen, nitrogen, sulfur.

PENDAHULUAN

Teknologi pembuatan arang aktif sebagaiadsorben (zat penyerap) dewasa ini berkembangdengan pesat. Karbon aktif telah digunakansecara luas dalam industri kimia,

makanan/minuman, farmasi, pemurnian air, bahan pembuatan resistor, dan bahan bakaruntuk keperluan rumah tangga. Karbon aktifadalah karbon yang berbentuk amorf,mempunyai porositas tinggi, dan luas permukaanyang besar. Karbon aktif bukan merupakankarbon murni, tetapi mengandung sejumlah

unsur lain yang terikat secara kimia yaituhidrogen dan oksigen. Unsur tersebut berasaldari proses karbonasi yang tidak sempurna atauterkontaminasi dari luar sewaktu proses aktivasi

[1].Arang selain digunakan sebagai bahan

bakar, juga dapat digunakan sebagai adsorben(penyerap). Daya serap ditentukan oleh luas permukaan partikel dan kemampuan ini dapat

menjadi lebih tinggi jika terhadap arang tersebut

dilakukan aktivasi dengan aktivator bahan kimia

ataupun dengan pemanasan temperatur tinggiBeragamnya bahan baku mudah diperoleh,

bisa berasal dari semua bahan yang mengandungarang walaupun dengan tingkat kesukaran yang

berbeda dalam proses pembuatannya. Arangaktif bila dilakukan aktivasi pada temperatur300°C sampai dengan 1000°C maka ukuran poridari arang aktif menjadi lebih kecil, inidisebabkan karena pada temperatur tersebutterjadi perubahan komposisi struktur materi padaarang aktif [2].

Bahan-bahan yang dapat digunakansebagai bahan dasar pembuatan karbon antaralain adalah batu bara, tempurung kelapa, residu petro kimia, kayu bakar, cangkang kelapa sawit,

tongkol jagung dan bahan hidrokarbon lainnya[3].

Selain itu bahan organik yangmengandung lignin, hemiselulosa, dan selulosadapat dimanfaatkan sebagai bahan baku

pembuatan arang aktif karena lignin dan selulosasebagian besar tersusun atas unsur karbon. Salah


4/9

satu dalam kategori ini adalah tempurung kelapa.

Tempurung kelapa mengandung Air 11,35 %,Selulosa 34,56 %, Lignin 44,72 %, Asap Cair

52,85 %, dan Arang 31,75% [4].Pemanfaatan tempurung kelapa masih

sangat terbatas khususnya di daerah SulawesiTenggara. Propinsi Sulawesi Tenggara salah

satu sentra produksi kelapa di Indonesia yangmenghasilkan rata-rata 25 ton/ha kelapa pertahun. Setiap hektar perkebunan kelapa rata-ratamenghasilkan 2-5 ton tempurung per tahun [5].Besarnya potensi tempurung kelapa yang dapatdihasilkan dari proses pengolahan, belumdimanfaatkan secara optimal.

Salah satu metode yang dapat digunakanuntuk menentukan keberadaan unsur-unsurtertentu dan persentasenya dalam suatu material

adalah metode Analisis Ultimat (Ultimate Analysis). Analisis ini adalah metode analisisyang menggunakan prinsip analisis pembakaran

(combustion analysis) untuk menganalisiskandungan unsur dalam bahan tertentu. Alat inimempunyai keunggulan analisis yang lebih cepatdibanding analisis dengan alat lain. Analisis

ultimat memanfaatkan pembakaran sampeldalam tanur yang selanjutnya ditangkap oleh selinfra merah dan sel konduktivitas termal untukdianalisis kandungan unsurnya.

Dengan menggunakan metode analisis

ultimat (ultimate analysis) maka dapatditentukan persentasi beberapa kandungan unsur

dalam arang aktif tempurung kelapa. Melalui proses aktivasi, nilai guna tempurung kelapadapat ditingkatkan dalam berbagai pemanfaatannya serta berimplikasi pada

informasi kualitas karbon aktif tempurung kelapayang memenuhi standar yang ditetapkan.

DASAR TEORI

Tanaman KelapaTanaman kelapa disebut juga tanaman

serbaguna, karena dari akar sampai ke daunkelapa bermanfaat. Buah adalah bagian utamadari tanaman kelapa yang berperan sebagai bahan baku industri. Buah kelapa terdiri dari beberapa komponen yaitu sabut kelapa,tempurung kelapa, daging buah kelapa dan airkelapa. Daging buah adalah komponen utama

yang dapat diolah menjadi berbagai produk bernilai ekonomi tinggi. Sedangkan air,

tempurung, dan sabut sebagai hasil samping (by product ) dari buah kelapa juga dapat diolah

menjadi berbagai produk yang nilai ekonominyatidak kalah dengan daging buah [6]

Karbon dan Karbon Aktif

Arang adalah suatu bentuk karbon yang berwarna hitam dan berpori-pori, diperoleh dari

hasil pembakaran bahan-bahan karbon denganmenggunakan udara terbatas. Sebagian besar

pori-pori arang masih tertutup hidrokarbon, ter,dan senyawa-senyawa organik lain Jacobs

menyebutkan bahwa karbon aktif adalah suatu bentuk karbon (arang) yang telah diaktifkandengan menggunakan gas, uap air atau bahan- bahan kimia sehingga pori-porinya terbuka [7]

Perlakuan panas terutama dimaksudkanuntuk menghilangkan unsur-unsur hidrogen danoksigen. Seperti diketahui bahan baku untuk

pembuatan karbon aktif terutama berasal daritumbuh-tumbuhan yang banyak mengandungunsur-unsur tersebut dalam bentuk persenyawaan

organik. Salah satu perlakuan panas tersebutadalah karbonisasi (pengarangan) [8]Karbon aktif dapat dibuat dari semua bahan

yang mengandung karbon, baik karbon organikmaupun anorganik dengan syarat bahan tersebutmempunyai struktur berpori. Bahan-bahantersebut antara lain kayu, batu bara muda, tulang,

tempurung kelapa, tempurung kelapa sawit,tandan kelapa sawit, limbah pertanian sepertikulit buah kopi, sabut buah coklat, sekam padi, jerami, tongkol, dan pelepah jagung [9]

Kualitas arang aktif dinilai berdasarkan

persyaratan Standar Nasional Indonesia padatabel berikut ini.

Tabel 1 Standar Industri Indonesia untukArang Aktif (SII. No. 0258-79) [10]

Uraian Persyaratan

Bagian yang hilang pada

pemanasan 950°CAir

AbuBagian yang tidakdiperarangDaya Serap terhadaplarutan I2

Maks 15%

Maks 10%

Maks 2,5 %Trace(tidak nyata)

Min 20 %

Tabel 2 Persyaratan Arang Aktif StandarNasional Indonesia (SNI) 06 – 3730-1995 [11]

Jenis Persyaratan Parameter

Kadar air

Kadar abu

Kadar zat menguap

Kadar karbon terikat

Daya serap terhadapyodium

Daya serap terhadapBenzena

Maksimum 15 %

Maksimum 10 %

Maksimum 25 %

Minimum 65 %

Minimum 750mg/g

Minimum 25 %


5/9

Karbon selain digunakan sebagai bahan

bakar reduktor pada pengolahan bijih logamdalam tanah, sebagai bahan pembuat resistor dan

sebagai filter, memiliki komposisi unsur-unsurantara lain; 80% C, 0,5% H, 1% S, 6-7% O dan

3-4% abu mineral organik. Abu mineral organikini terdiri dari oksida-oksida logam : K 2O, Na2O,

CaO, MgO, P2O5, SO3, SiO2 [12]

Pembuatan Karbon AktifPembuatan karbon aktif dapat dilakukan

melalui tahapan-tahapan proses berikut : (1) penghilangan air (dehidrasi), (2) perubahan bahan-bahan organik menjadi unsur karbon,menghilangkan senyawa-senyawa non karbon

dan (3) dekomposisi ter sehingga pori-porimenjadi lebih besar [13]. Pembuatan karbonaktif melibatkan dua proses utama, yaitu

karbonisasi dan aktivasi. Selama proseskarbonisasi komponen yang mudah menguaphampir hilang. Aktivasi dapat dilakukan dengan

dua cara yaitu aktivasi secara fisis dan aktivasisecara kimia [14]

Metode Analisis Ultimat (Ultimate Analysis)Analisis ultimat adalah analisa laboratorium

untuk menentukan kandungan abu, karbon,hidrogen, oksigen dan belerang dalam batubaradengan metoda tertentu. Kandungan itudinyatakan dalam persen pada basis dan sampeldikeringkan pada suhu 105ºC dalam keadan

bebas kelembaban dan abu [15]Analisis ultimat dilakukan untuk menentu-

kan kadar karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O),nitrogen, (N), dan sulfur (S) dalam karbon.Prosedur analisis ultimat ini cukup ringkas,dengan memasukkan sampel karbon ke dalam

alat dan hasil analisis akan muncul kemudian pada layar komputer [16]

Analisis ultimat untuk menentukan kadarkarbon (C), hidrogen (H), nitrogen (N)menggunakan alat LECO CHN 2000 denganteknik infra merah (IR) dan analisis sulfur

memakai LECO SC 632 dengan teknik inframerah. Metode yang digunakan berdasarkanASTM ( American Society for Testing and

Materials)

Gambar 1. Skema Sel infra merah

Gambar 2. Skema Sel konduktivitas termal [17]

Basis Penilaian Kualitas KarbonBerikut ini hubungan antara basis analisis

dikaitkan dengan keberadaan parameter yangmenjadi dasar perhitungannya.

Gambar 3. Basis Analisis Karbon [18]

METODE PENELITIAN Penelitian dilaksanakan pada bulan Oktober

2011 hingga Januari 2012. Preparasi dan

pengambilan sampel dilakukan di Desa Moramo,Kec. Moramo, Kab. Konawe Selatan, Prop.Sulawesi Tenggara. Aktivasi karbon tempurungkelapa dilakukan di Lab. Pengembangan Kimia

Lanjut FKIP Universitas Haluoleo. Analisisunsur dalam sampel dilakukan di Lab. PengujianBatubara Puslitbang tekMIRA KementerianESDM di Bandung.

Peralatan dan BahanPeralatan: Reaktor Pirolisis Tempurung Kelapa,

Mortar, Ayakan 70 dan 200 Mesh, Tanur listrik, Neraca Digital, LECO CHN2000 dan LECO SC

632 (Set Peralatan Analisis Ultimat). Bahan penelitian : tempurung kelapa.

Diagram Alir dan Prosedur Kerja

Persiapan Bahan(Tempurung Kelapa)

Karbonisasi dengan pirolisis

Penggerusan dan Pengayakan


6/9

Lanjutan diagram alir

Gambar 4. Diagram Alir Prosedur Penelitian

Sampel tempurung kelapa diambil secara

acak. Setelah itu dilakukan proses preparasisampel dengan dua proses utama yaknikarbonisasi dan aktivasi. Tempurung kelapadimasukkan dalam reaktor pirolisis. Proses

karbonisasi dengan menggunakan reaktor pirolisis ini berlangsung sekitar 8 jam dengantemperatur pemanasan ± 350° - 400°C. Tujuan pirolisis ini untuk mendekomposisi tempurung

kelapa menjadi arang. Setelah menjadi arang,kemudian sampel digerus dengan menggunakan

mortar agar sampel menjadi bentuk serbuk halus.Setelah menjadi serbuk kemudian dilakukan pengayakan dengan menggunakan ASTM

Standard Test Sieve yang mempunyai ukuran70-200 Mesh. Ayakan yang digunakan dengan

model 2 susunan ayakan

Gambar 5. Model susunan 2 ayakan

Sampel yang telah diayak, diambilkemudian diaktivasi dengan menggunakan tanurlistrik dengan variasi temperatur (500 °C, 600

°C, 700 °C, 800 °C, 900 °C, 1000 °C, 1100 °C)selama 30 menit. Tujuan dari aktivasi ini untuk

mengaktifkan arang menjadi arang aktif dan

menghilangkan berbagai unsur-unsur pengotor yang menutupi permukaan pori-pori arang aktif.Setelah diaktivasi, sampel kemudian diayak

ulang untuk memperoleh ukuran 100 Mesh yangideal dan cocok untuk arang aktif. dimasukkan

ke dalam kantong plastik kecil sesuai denganlabelnya masing-masing dan siap untuk

dianalisis dengan metode analisis ultimat.Kandungan unsur karbon, hidrogen,

nitrogen dan sulfur dalam sampel karbon aktifdianalisis dengan metode analisis ultimat(Ultimate Analysis).

Gambar 6. Set Peralatan CHN-2000 analyzer

Sampel dibakar pada temperatur tinggi

dalam aliran oksigen sehingga seluruh hidrogendiubah menjadi uap air, karbon menjadikarbondiokasida dan nitrogen menjadi nitrogenoksida. Uap air dan karbondioksida ditangkap

oleh detektor infra red (IR cell) sedangkannitrogen ditentukan dengan sel thermal

conductivity (TC cell)

Gambar 7. Set Peralatan SC632 analyzer

Sampel dibakar dalam combustion furnace tube

pada suhu 1350°C dalam aliran oksigen. Gas belerang oksida yang terbentuk diserap oleh

infra red cells dan kadar belerang yang diperolehditampilkan pada monitor

Perhitungan konversi adb (%) ke db (%)Hasil yang diperoleh dari analisis unsur

dengan metode analisis ultimat berupa

persentase unsur dalam basis adb (%) belum bernilai real. Untuk mendapatkan nilai yang real harus dikonversi adb (%) tersebut menjadi db(%); dimana adb (air-dried basis) sebagai berat

basah sedangkan db (dried basis) sebagai beratkering.

Aktivasi fisika(Variasi suhu; 500 °C, 600 °C, 700 °C,

800 °C, 900 °C, 1000 °C, 1100 °C,selama 30 menit)

Pengayakan

Analisis Unsur

Analisis Data

Pengkodean Sampel


7/9

Formula yang digunakan untuk menghitung

konversi adb (%) menjadi db (%) adalah sebagai berikut:

Sumber : Coal Convertion Facts [19]

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dalam penelitian ini dilakukan dua tahapan proses, yakni pembuatan karbon aktif dan

analisis kandungan unsur yang terdapat dalamsampel karbon aktif. Menurut Kurakane (1999),

pembuatan karbon aktif melibatkan dua prosesutama, yaitu karbonisasi dan aktivasi. Selama proses karbonisasi komponen yang mudahmenguap hampir hilang. Aktivasi dapat

dilakukan dengan dua cara yaitu aktivasi secarafisis dan aktivasi secara kimia. Data yangdiperoleh dari hasil analisis dengan

menggunakan metode analisis ultimat (Ultimate Analysis) yaitu konsentrasi kandungan unsurdalam karbon aktif tempurung kelapa dalam bilangan perseratus (%).

Tabel 3 Hasil Analisis unsur dengan metode

analisis ultimat

KodeSampel

(Akti-vasi)

Persentase (%)

KarbonHidro-

gen

Nitro-

gen Sulfur

500°C 97,28 2,07 0,47 trace

600°C 96,72 1,95 0,47 trace

700°C 94,18 1,47 0,47 trace

800°C 98,15 1,05 0,56 trace

900°C 98,10 0,69 0,67 trace1000°C 98,27 0,51 0,77 trace1100°C 98,80 0,38 0,81 trace

(Hasil konversi adb menjadi db)Keterangan: trace = tidak terdeteksi

Dari hasil tersebut, dengan penggambarangrafik maka dapat dilihat hubungan antara suhuaktivasi sampel dengan jumlah kandungan

unsurnya.

Gambar 8. Grafik hubungan antara temperaturaktivasi (°C) dengan konsentrasiunsur Karbon (%)

Dari gambar 8 terlihat bahwa kandunganunsur karbon yang terdapat dalam karbon aktif

tempurung kelapa untuk semua sampel sangattinggi jika dibandingkan dengan standar mutukarbon aktif. Standar mutu yang ada menyatakan bahwa minimal terdapat 65% kadar karbon

terikat. Hal ini dipengaruhi oleh bahan baku pembuatan karbon aktif dari tempurung kelapa.

Tempurung kelapa dipilih sebagai bahan pembuatan karbon aktif tempurung kelapakarena secara teoritis tempurung kelapa memilikikandungan selulosa dan lignin yang cukuptinggi. Lignin dan selulosa sebagian besar

tersusun atas unsur karbon sehingga sangat

cocok digunakan dalam pembuatan karbon aktif.Besarnya jumlah unsur karbon pada sampelkarbon aktif tempurung kelapa menunjukkan

semakin besarnya kemampuan karbon aktifsebagai adsorben dengan semakin banyaknya

kandungan unsur karbon yang dihasilkan.Pada aktivasi 1100°C ini diperoleh kadar

unsur karbon yang paling tinggi yaitu sebesar98,80%. Besarnya suhu dalam proses aktivasi

berkisar dari 600-1.000°C, dan pada suhu 800-1000°C proses aktivasi terhadap arang

tempurung kelapa menghasilkan produk arangaktif yang baik [20].

Hasil yang diperoleh bahwa pada suhuaktivasi 600°C dan 700°C terdapat perbedaandengan kadar karbon suhu aktivasi lainnya. suhu

600-700 merupakan suhu optimum untukaktivasi dengan bahan pengaktif ZnCl2 [21].

Oleh karena dalam perlakuan aktivasi sampeldalam penelitian ini tidak menggunakan bahan pengaktif tersebut dimana dilakukan aktivasifisika dengan pemanasan, maka suhu optimum

600-700 yang diharapkan memberikan pula

kadar unsur karbon yang tinggi ini diperoleh berbeda dari hasil aktivasi lainnya.

97,2896,72

94,18

98,15 98,1 98,2798,8

90

92

94

96

98

100

Aktivasi

500

Aktivasi

600

Aktivasi

700

Aktivasi

800

Aktivasi

900

Aktivasi

1000

Aktivasi

1100

Hubungan temperatur aktivasi dengan

konsentrasi unsur untuk unsur Karbon

Temperatur Aktivasi

(%) = (%)100− %100


8/9

Gambar 9. Grafik hubungan antara temperaturaktivasi (°C) dengan konsentrasiunsur Hidrogen (%)

Berdasarkan hasil yang diperoleh pada grafikgambar 9, terlihat bahwa konsentrasi unsur

hidrogen semakin berkurang dengan naiknyasuhu aktivasi. mengingat hidrogen sebagai unsuryang paling sederhana di alam dengan nomoratom 1 (satu). Ini mengimplikasikan unsur

hidrogen mudah terlepas oleh pemanasan dari pembentukan senyawa hidrokarbon pada

permukaan karbon aktif.

Gambar 10. Grafik hubungan antaratemperatur aktivasi (°C) dengankonsentrasi unsur Nitrogen (%)

Untuk analisis unsur nitrogen, diperoleh hasiluntuk kadar unsur nitrogen (N) yang berbedadengan kadar unsur hidrogen (H). Dari hasilanalisis data, grafik pada gambar 10menunjukkan bahwa kadar unsur nitrogensemakin bertambah dengan kenaikan suhu aktivasi. unsur nitrogen merupakan hasilsampingan dari proses pembuatan karbon aktifdari tempurung kelapa. Dengan dugaan semakin

besar suhu aktivasi dalam proses dekomposisiarang tempurung tersebut maka unsur nitrogenyang dihasilkan juga semakin besar.

Gambar 11. Grafik hubungan antara temperaturaktivasi (°C) dengan konsentrasiunsur Sulfur (%)

Dalam penentuan kadar sulfur, ditemukan hasil

bahwa tidak terdapat kandungan unsur sulfur.Hasil analisis ultimat untuk semua sampelmenunjukkan hasil “trace” (tidak nyata/takterdeteksi). Ini disebabkan karena dalam prosesaktivasi sampel, semua kadar sulfur telah habisatau hilang oleh pemanasan suhu tinggi.

Hasil analisis ultimat dalam penelitian inimemberikan informasi kandungan karbondengan rata-rata 97,36%. Ini menunjukkan bahwa karbon aktif dalam penelitian ini sangatcocok untuk berbagai aplikasi pemanfaatannya.Kandungan unsur karbon sebesar 95% dapat

digunakan untuk industri logam. Aplikasilainnya dari karbon aktif ini adalah dapatdiproduksi lebih lanjut sehingga menghasilkankarbon nanotube yang mempunyai sifat fisisyang unik dalam pemanfaatannya di bidangnanoelectronic, nanostruktur, dan penyimpanganenergi.

KESIMPULANDari hasil penelitian, dapat disimpulkan

bahwa dalam karbon aktif tempurung kelapakandungan karbon (C) kondisi aktivasi 500°C,

600°C, 700°C, 800°C, 900°C, 1000°C, 1100°C secara berturut-turut yaitu 97.28 %, 96.72 %,94.18 %, 98.15 %, 98.10 %, 98.27 %, 98.80 %,kandungan hidrogen (H) sebesar 2.07 %, 1.95 %,1.47 %, 1.05 %, 0.69 %, 0.51 %, 0.38 %, dankandungan nitrogen (N) sebesar 0.47 %, 0.47 %,

0.47 %, 0.56 %, 0.67 %, 0.77 %, 0.81 % sertakandungan sulfur (S) untuk semua sampel

bernilai trace. Jadi, untuk semua kondisitemperatur aktivasi, kandungan unsur karbon paling tinggi dengan nilai rata-rata sebesar 97.36% dan memenuhi Standar Nasional Indonesia

(SNI) mutu karbon aktif.

2,071,95

1,47

1,05

0,690,51

0,38

0

0,5

1

1,5

2

2,5

Aktivasi

500

Aktivasi

600

Aktivasi

700

Aktivasi

800

Aktivasi

900

Aktivasi

1000

Aktivasi

1100

Hubungan temperatur aktivasi dengan

konsentrasi unsur untuk unsur Hidrogen

Temperatur Aktivasi (°C)

0,47 0,47 0,47

0,56

0,67

0,770,81

0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

Aktivasi

500

Aktivasi

600

Aktivasi

700

Aktivasi

800

Aktivasi

900

Aktivasi

1000

Aktivasi

1100

Hubungan temperatur aktivasi dengan konsentrasi

unsur untuk unsur Nitrogen


0 0 0 0 0 0 00

0,2

0,4

0,6

0,8

1

Aktivasi

500

Aktivasi

600

Aktivasi

700

Aktivasi

800

Aktivasi

900

Aktivasi

1000

Aktivasi

1100

Hubungan temperatur aktivasi dengan konsentrasi

unsur untuk unsur Sulfur



9/9

DAFTAR RUJUKAN

[1] Fengel and Wegener, 1995. WoodCombustion : Principles, Processes and

Economics, Academics Press Inc., NewYork, 74-93.

[2] Woodroof, 1979. Coconuts; Production,Processing, and Products, AVI Publishing

Company, INC West Port, Connecticut.[3] Supeno, 1992, Efek Benzoil Perokesida

dalam Campuran Polietilena/karbon,Thesis S2, ITB, Bandung.

[4] Setiaji, 2006. Bahan Sosialisasi Manfaatdan Kegunaan Tanaman Kelapa. PT. CocoPower, Jogjakarta.

[5] http://www.indo-agritech.com/ profil_penghasil_kelapa.html(diakses tanggal 09/03/2011)

[6] Lay, A. dan P. M. Pasang. 2003.. TeknologiPengolahan dan Strategi PengembanganUnit Pengolahan Kelapa Komersil di

Tingkat Pedesaan. Kelembagaan

Perkelapaan di Era Otanomi Daerah.Prosiding Konferensi Nasional Kelapa V.Tembilahan 22 – 24 Oktober 2002. p. 170 –

1181.[7] Sawarni, 1989, Pengaruh Jenis Bahan

Baku, Suhu dan Waktu Aktivasi Terhadap

Mutu dan Rendemen Karbon Aktif Hasil

Aktivasi “Steam”, Bogor : Fakultas

Teknologi Pertanian, IPB.[8] Sembiring, M.T., Sinaga T.S., 2003. Arang

Aktif (Pengenalan dan Proses

Pembuatannya). Sumatera Utara : FakultasTeknik, Universitas Sumatera Utara.

[9] Sudrajat, 1994. Petunjuk Teknis Pembuatan Arang Aktif . Bogor: Puslitbang Hasil Hutandan Sosial Ekonomi Kehutanan.

[10] Anonim, 1979. Mutu dan Cara Uji Arang

Aktif , Standar lndustri Indonesia, No. 0258-79, Departemen Perindustrian RI : 1-2.

[11] Anonim, 1995. SNI 06-3730-1995: Arang Aktif Teknis. Jakarta: Dewan Standarisasi Nasional.

[13] Jankowska, H., A. Swiatkowski, andJ. Choma, 1991. Active Carbon. London :

Horwood Press. [14] Kurikane, 1999, Production of Activated

Carbon Derived From Loy Yang Coal,Department of Industrial Chemistry, ChibaInstitute of Technology, 718, 1-6.

[15] Departemen Energi dan Sumber DayaMineral, 1990. Kamus Pertambangan.Jakarta.

[16] Anonim, 2009. Laporan Khusus: Puslitbang

tekMIRA (Bagian 2). Bandung : PuslitbangTekMIRA, Kementerian Energi dan SumberDaya Mineral

[17] Anonim, 2000. Standard Test Methods forSulfur in the Analysis Sample of Coal andCoke Using High-Temperature Tube

Furnace Combustion Methods. AmericanStandard Testing and Measurement(ASTM), USA

[18] http://idemitsu.Kosan.co.id/Nippon shijoude youkyuu sareru ippan tan no hinshitsu,Coal Research Laboratory, Idemitsu KosanCo., Ltd. (diakses tanggal 05/03/2012)

[19] http://www.wci-coal.com/Coal ConversionFacts,World Coal Institute, 2004.html.

(diakses tanggal 08/03/2011)[20] Kirk-Othmer, 1964. Encyclopedia of

Chemical Technology, vol. 4, SecondEdition, USA.

[21] Smisek, M., 1970, Activated Carbon FromSome Agricultural Waste Products, The

Philippine Agriculturist, V 29, No.4: 275-295.

journal coconut shell activated carbon

Documents