39
2008. Hasil analisis menunjukkan bahwa zat terbang arang cukup tinggi yaitu 19,85 Tabel 6. Hal ini sesuai dengan hasil GCMS Pyrolisis, dimana terdapat
sekitar 40 komponen zat terbang, dan selanjutnya zat terbang tersebut semakin berkurang jumlahnya seiring meningkatnya suhu aktivasi Lampiran 3. Secara
keseluruhan arang dan arang aktif tempurung nyamplung termasuk ke dalam struktur makropori, karena mempunyai diameter pori lebih dari 0,025
μ.
4.3. Mutu Arang dan Arang Aktif Tempurung Nyamplung 4.3.1 Sifat Arang
Karbonisasi tempurung nyamplung dilakukan menggunakan retort atau reaktor pirolisis Gambar 1. Rendemen rata-rata arang tempurung nyamplung
yang dihasilkan adalah 37,22 Tabel 6. Rendemen arang bergantung pada jenis bahan baku dan teknik pengolahan yang dilakukan. Menurut Sudardjat dan
Soleh 1994, teknik karbonisasi menggunakan retort dapat memberikan rendemen yang lebih tinggi yaitu 25 – 30, dibandingkan teknik pengarangan
menggunakan kiln 20 – 25. Hal ini disebabkan pada cara retort, sumber pemanasan selain berasal dari bahan yang diarangkan, juga berasal dari dinding
bagian luar dengan cara dibakar atau menggunakan listrik, selain itu retort dirancang agar tidak ada atau sangat sedikit sekali kehadiran udara. Sedangkan
pada cara kiln atau dapur pengarangan berdinding batu bata dan beton, kemungkinan kehadiran udara cukup besar. Adanya udara dalam proses
karbonisasi dapat menyebabkan bahan mengalami oksidasi sehingga bahan tidak berubah menjadi arang tetapi lebih banyak menjadi abu. Rataan sifat arang
tempurung biji nyamplung disajikan dalam Tabel 4. Tabel. 6. Sifat arang tempurung biji nyamplung
No. Jenis
uji Arang
SNI 01-1682-1996
1 Zat terbang
19,85 maks.15
2 Air 3,7
maks.6 3 Abu
4,09 maks.3
4 Warna hitam
merata hitam
merata 5
Benda asing tidak ada
tidak boleh ada 6 Rendemen
37,22 -
7 Karbon terikat
76,06 -
8 Daya serap iod mgg
448,06 -
9 Daya serap benzena
6,31 -
10 Nilai kalor kalg
6.096,63 -
40
Berdasarkan SNI 01-1682-1996, arang yang dihasilkan hanya memenuhi kriteria pada kadar air, warna dan benda asing, sedangkan zat terbang dan kadar
abu belum memenuhi persyaratan. Tingginya kadar abu dapat disebabkan oleh sifat dan struktur bahan baku Sudradjat dan Suryani 2002. Kadar zat terbang
arang cukup tinggi dan melebihi persyaratan. Hal ini menunjukkan bahwa pada permukaan arang masih mengandung deposit hidrokarbon yang menempel dan
menutupi keaktifan pori-pori arang, yang menyebabkan daya serap arang terhadap iod dan benzena rendah. Tetapi daya serap tersebut masih lebih tinggi jika
dibandingkan daya serap iod arang tempurung kemiri sebesar 191 mgg, dan sedikit lebih rendah dari daya serap benzena arang kemiri yang besarnya 7,35
Darmawan 2008. Nilai rataan kalor arang tempurung biji nyamplung adalah 6.069,63 kalg. Nilai kalor tersebut lebih tinggi jika dibandingkan nilai kalor
arang kayu Pinus mercusii dan Acacia mangium yang masing-masing sebesar 4.547 dan 4.514 kalg Nurhayati 2000.
4.3.2 Sifat Arang Aktif
Arang aktif yang dihasilkan, secara umum telah memenuhi standar SNI
06-3703-1995 Tabel 7. Mutu arang aktif yang diamati pada penelitian ini yaitu: 1. Rendemen
Rendemen arang aktif tempurung nyamplung berkisar antara 9,5 – 60,5 Tabel 7. Rendemen tertinggi diperoleh pada arang yang diaktivasi dengan
perendaman H
3
PO
4
10, suhu 700
o
C, selama 60 menit A3S1W1 yaitu sebesar 60,5 dan yang terendah adalah arang yang diaktivasi tanpa perendaman H
3
PO
4
, suhu 800
o
C selama 120 menit yaitu sebesar 9,5. Terdapat kecenderungan semakin tinggi suhu dan lama waktu aktivasi, rendemen semakin sedikit. Hasil
ini lebih rendah bila dibandingkan rendemen arang aktif dari tempurung kemiri yang berkisar antara 50,5-88,5 Darmawan 2008. Rendahnya rendemen yang
dihasilkan disebabkan oleh reaksi kimia yang terjadi antara karbon yang terbentuk dengan uap air H
2
O semakin meningkat, sejalan dengan makin meningkatnya suhu dan lama aktivasi, sehingga karbon yang bereaksi menjadi CO
2
dan H
2
O juga semakin banyak, dan sebaliknya karbon yang dihasilkan semakin sedikit
Lee et al. 2003. Penggunaan aktivator H
3
PO
4
berpengaruh nyata terhadap
41
rendemen arang aktif. Menurut Hartoyo dan Pari 1993, bahan kimia yang ditambahkan dalam aktivasi arang aktif dapat memperlambat laju reaksi pada
proses oksidasi. Dengan demikian selain berfungsi sebagai aktivator, H
3
PO
4
juga berfungsi sebagai pelindung arang dari suhu yang tinggi.
Tabel 7. Mutu arang dan arang aktif tempurung nyamplung Perlakuan Rendemen Kadar
Air Zat
terbang Kadar
Abu Karbon
terikat Daya serap
Iod mgg
Benzena A1S1W1 51,5
10,97 7,01
8,14 84,85
729,07 10,97
A1S1W2 22,5 11,39
8,41 8,30
83,29 728,24
11,97 A2S1W1 56
8,73 7,20
4,68 88,12
662,11 10,59
A2S1W2 51 7,72
6,45 4,32
89,23 787,83
13,07 A3S1W1 60,5
7,15 6,92
4,27 88,81
705,19 13,74
A3S1W2 52 8,25
7,41 4,27
88,32 839,11
13,65 A1S2W1 18
12,61 8,14
15,13 76,73
770,73 12,44
A1S2W2 9,5 8,02
9,19 17,32
73,48 774,13
9,29 A2S2W1 29,5
8,31 6,75
4,01 89,24
1034,03 14,49
A2S2W2 14 10,97
7,03 8,28
84,69 1038,03
18,57 A3S2W1 39,5
10,01 6,36
4,35 90,5
905,09 16,56
A3S2W2 19 9,57
6,42 6,37
87,21 805,01
19,12 SNI 06-3703-1995
15 25
10 65
750 -
Keterangan :
A1 = Konsentrasi H
3
PO
4
S1 = Suhu 700
o
C W1 = Waktu aktivasi 60 menit
A2 = Konsentrasi H
3
PO
4
5 S2 = Suhu 800
o
C W2 = Waktu aktivasi 120 menit
A3 = Konsentrasi H
3
PO
4
10
Hasil analisis sidik ragam menunjukkan bahwa faktor aktivator, suhu, lama aktivasi dan interaksi antara aktivator-suhu-waktu memberikan pengaruh
yang nyata terhadap rendemen arang aktif tempurung nyamplung. Interaksi aktivator-suhu, aktivator-waktu, dan interaksi suhu-waktu tidak memberikan
pengaruh yang nyata terhadap rendemen arang aktif tempurung nyamplung Lampiran 5.
42
Hasil uji Duncan terhadap pengaruh aktivator menunjukkan bahwa pemberian aktivator H
3
PO
4
menghasilkan rendemen yang lebih tinggi dari pada tanpa aktivator. Akan tetapi tidak ada perbedaan yang nyata antara pemberian
H
3
PO
4
5 dengan 10. Faktor suhu menunjukkan bahwa suhu 800
o
C menghasilkan rendemen arang aktif yang lebih rendah dari pada 700
o
C. Demikian juga dengan pengaruh waktu, semakin lama waktu aktivasi semakin
rendah rendemen yang dihasilkan. Pada interaksi aktivator-suhu-waktu menunjukkan tidak semua interaksinya menyebabkan perbedaan rendemen yang
nyata. Perlakuan A3S1W1 berada satu grup dengan A2S1W1, A3S1W2 dan A1S1W1 yang menghasilkan rendemen antara 51,5 – 60,5, A2S2W1 berada
dalam satu grup dengan A3S2W1 dan A2S1W2 dengan rendemen 29,5 – 51, kemudian A1S2W2, A2S2W2, A1S2W1, A3S2W2 dan A1S1W2 berada dalam
satu grup menghasilkan rendemen terendah antara 9,5 – 22,5 Lampiran 5.
2. Kadar air
Kadar air yang dikehendaki pada arang aktif adalah yang bernilai serendah-rendahnya, karena akan mempengaruhi daya serap terhadap gas atau
cairan Pari 1996. Kadar air arang aktif tempurung nyamplung berkisar antara 7,15 – 12,61 Nilai kadar air ini memenuhi syarat Standar Nasional Indonesia
1995 karena kurang dari 15. Kadar air terendah diperoleh pada arang aktif yang diaktivasi dengan H
3
PO
4
10, suhu 700
o
C selama 60 menit yaitu 7,15, dan yang tertinggi diperoleh pada arang arang aktif tanpa H
3
PO
4
, suhu 800
o
C dan lama aktifasi 60 menit. Kadar air arang aktif secara umum lebih besar dari kadar
air arang. Hal ini disebabkan oleh struktur pori arang aktif yang lebih besar dan lebih bersifat higroskopis jika dibandingkan dengan arang. Selain itu menurut
Hendaway 2003, kadar air arang aktif dipengaruhi oleh jumlah uap air di udara, lama proses pendinginan, penggilingan dan pengayakan. Seperti diketahui bahwa
preparasi sampel arang dan arang aktif berupa penghalusan dan pengayakannya dilakukan pada ruang terbuka.
Hasil analisis sidik ragam Lampiran 6 menunjukkan bahwa faktor aktivator, suhu, waktu, interaksi aktivator-suhu, aktivator-waktu, suhu-waktu dan
interaksi aktivator-suhu-waktu memberikan pengaruh yang tidak nyata.
