116
µm
W1S1 2,1-7,8
W2S1 2,5-8,3 W1S2 3,6-9,4
W2S2 4,0-11,5
Ket.: W1 = waktu aktivasi 60 menit W2 = waktu aktivasi 120 menit S1 = suhu aktivasi 700
o
C S2 = suhu aktivasi 800
o
C
Berdasarkan Gambar 38 dan data Tabel 45 dapat diketahui bahwa topografi permukaan arang aktif hasil aktivasi dengan larutan H
3
PO
4
1M menunjukkan kecenderungan yang sama dengan pola struktur arang aktif hasil aktivasi dengan
larutan H
3
PO
4
0,5M, yaitu peningkatan jumlah dan diameter pori baik akibat peningkatan suhu maupun lamanya waktu aktivasi. Diameter pori tertinggi terdapat
pada perlakuan dengan suhu 800
o
C dan waktu aktivasi selama 120 menit, yaitu berkisar 4,0-11,5 µm. Hasil ini sesuai dengan pola topografi permukaan pori arang aktif
dari serat rayon yang diperoleh Brasquet et al. 2000. Menurut Novicio et al. 1998 bahwa proses terbentuknya pori-pori pada arang aktif disebabkan oleh menguapnya
sejumlah zat terbang bahan baku akibat proses pirolisis. Semakin besar atau lebarnya ukuran pori yang terbentuk pada suatu bahan yang
disebabkan oleh peningkatan suhu aktivasi, ada kemungkinan semakin banyak pula jumlah komponen bahan baku yang terdegradasi akan menguap. Penguapan komponen-
komponen tersebut dapat mengakibatkan pergeseran antara lapisan kristal dan mengubah struktur kristal arang, sehingga terbentuk kristal baru yang berbeda dengan
struktur bahan asalnya. Di samping itu, dengan menguapnya produk dekomposisi pada proses karbonisasi semakin menguntungkan karena bila tidak menguap, komponen
tersebut akan menutupi celah di antara lembaran kristal arang, sehingga kinerja arang akan berkurang Villegas Valle 2001. Oleh karena itu, proses karbonisasi suatu
bahan dapat mengubah pola struktur permukaannya.
4.3.3 Mutu Arang Aktif
117 Arang aktif yang diperoleh dari proses aktivasi arang hasil pirolisis sampah
organik pasar secara umum memiliki penampakkan fisik berupa warna dan bentuk yang sama dengan arang sebagai bahan bakunya. Mutu arang aktif sangat bergantung pada
rendemen, sifat-sifat dasar, daya jerap dan strukturnya.
4.3.3.1 Rendemen
Rendemen merupakan salah satu aspek penting untuk menilai produktivitas suatu proses sehingga dapat diketahui prospeknya. Data hasil perhitungan rata-rata
rendemen arang aktif yang dihasilkan pada berbagai perlakuan aktivator, suhu dan waktu disajikan pada Tabel 46.
Tabel 46 Rendemen arang aktif pada berbagai perlakuan aktivasi
Perlakuan aktivasi Percobaan
Aktivator Suhu
o
C Waktu menit
Rendemen bb
1 Panas 700
60 78,25
2 Panas 700
120 82,20
3 Panas 800
60 79,50
4 Panas 800
120 84,25
5 Uap H
2
O 700 60 55,88 6 Uap
H
2
O 700 120 57,35 7 Uap
H
2
O 800 60 52,75 8 Uap
H
2
O 800 120 57,60 9
KOH 0,5 M 700
60 62,55
10 KOH 0,5 M
700 120
62,75 11
KOH 0,5 M 800
60 63,21
12 KOH 0,5 M
800 120
65,50 13
KOH 1 M 700
60 72,04
14 KOH 1 M
700 120
80,00 15
KOH 1 M 800
60 81,03
16 KOH 1 M
800 120
82,75 17 H
3
PO
4
0,5 M 700
60 75,43
18 H
3
PO
4
0,5 M 700
120 77,15
19 H
3
PO
4
0,5 M 800
60 77,25
20 H
3
PO
4
0,5 M 800
120 78,95
21 H
3
PO
4
1 M 700
60 79,00
22 H
3
PO
4
1 M 700
120 81,15
23 H
3
PO
4
1 M 800
60 83,50
24 H
3
PO
4
1 M 800
120 84,15
118 Dari Tabel 46 diketahui bahwa rendemen arang aktif yang dihasilkan pada
percobaan ini secara umum berkisar 52,75-84,25. Rendemen arang aktif hasil aktivasi dengan panas cenderung meningkat seiring meningkatnya suhu dan lama aktivasi.
Demikian juga halnya dengan rendemen arang aktif hasil aktivasi dengan larutan KOH dan H
3
PO
4
, cenderung meningkat seiring meningkatnya konsentrasi, suhu dan lama aktivasi. Akan tetapi berbeda halnya dengan arang aktif hasil aktivasi dengan uap H
2
O bahwa makin tinggi suhu dan lama aktivasi cenderung rendemennya semakin menurun.
Rendemen arang aktif tertinggi terdapat pada perlakuan aktivasi dengan panas pada suhu 800
o
C dan waktu 120 menit, yaitu 84,25, sedangkan yang terendah terdapat pada perlakuan aktivasi dengan uap H
2
O pada suhu 800
o
C dan waktu 60 menit, yaitu 52,75. Hasil ini lebih rendah apabila dibandingkan dengan rendemen
arang aktif yang diperoleh dari kulit kayu Acasia mangium, yaitu 67,40-99,40 Pari et al. 2006. Rendahnya rendemen arang aktif yang dihasilkan secara umum disebabkan
oleh reaksi kimia yang terjadi antara karbon yang terbentuk dengan uap H
2
O makin meningkat seiring dengan makin meningkatnya suhu dan lamanya waktu aktivasi,
sehingga karbon yang bereaksi menjadi gas CO
2
dan H
2
O dalam satuan waktu makin banyak, sebaliknya kadar karbon yang dihasilkan makin rendah Lee et al. 2003. Hasil
ini relatif sama dengan yang dilakukan oleh Hartoyo et al. 1990 yang membuat arang aktif dari bahan baku tempurung kelapa dan kayu bakau dengan perlakuan aktivasi
menggunakan uap H
2
O pada suhu 500-900
o
C dan waktu 10-50 menit. Berdasarkan hasil analisis sidik ragam dapat diketahui bahwa baik faktor
aktivator, waktu, maupun interaksi aktivator-waktu, aktivator-suhu, waktu-suhu dan interaksi aktivator-waktu-suhu memberi pengaruh yang nyata terhadap rendemen arang
aktif Lampiran 1. Selanjutnya hasil uji BNT faktor tunggal Lampiran 2a menunjukkan bahwa faktor aktivator larutan H
3
PO
4
1M dapat menghasilkan rendemen tertinggi yang berbeda nyata dengan aktivator lain. Faktor waktu aktivasi selama 120
menit menghasilkan rendemen tertinggi yang nyata dibandingkan aktivasi selama 60 menit. Faktor interaksi antara aktivator larutan H
3
PO
4
1M dengan waktu 60 atau 120
119 menit, atau antara aktivator panas dengan waktu aktivasi selama 60 atau 120 menit
dapat menghasilkan arang aktif dengan rendemen tertinggi yang berbeda tidak nyata Lampiran 2b. Faktor interaksi antara aktivator larutan H
3
PO
4
0,5 atau 1M dengan suhu 700 atau 800
o
C, atau antara aktivator larutan KOH 1M dengan suhu 800
o
C, atau antara aktivator panas dengan suhu 700 atau 800
o
C menghasilkan rendemen arang aktif tertinggi yang berbeda tidak nyata Lampiran 2c. Faktor interaksi antara waktu
aktivasi selama 60 atau 120 menit dengan suhu 700 atau 800
o
C menghasilkan rendemen arang aktif yang berbeda tidak nyata Lampiran 2d. Faktor interaksi antara
aktivator larutan H
3
PO
4
1M dengan suhu 700 atau 800
o
C selama 120 menit, atau antara aktivator larutan H
3
PO
4
0,5M dengan suhu 800
o
C selama 60 menit, atau antara aktivator panas dengan suhu 800
o
C selama 60 atau 120 menit, atau antara aktivator larutan KOH 1M dengan suhu 800
o
C selama 60 menit dapat menghasilkan arang aktif dengan rendemen tertinggi berbeda tidak nyata Lampiran 2e. Oleh karena itu, dapat
dikatakan bahwa perlakuan terbaik pembuatan arang aktif dengan rendemen tertinggi, yaitu dengan cara aktivasi arang menggunakan aktivator larutan H
3
PO
4
1M dengan suhu 700 atau 800
o
C selama 120 menit, atau aktivator larutan H
3
PO
4
0,5M dengan suhu 800
o
C selama 60 menit, atau aktivator panas dengan suhu 800
o
C selama 60 atau 120 menit, atau aktivator larutan KOH 1M dengan suhu 800
o
C selama 60 menit.
4.3.3.2 Karakteristik sifat-sifat dasar arang aktif
Mutu arang aktif yang dihasilkan pada suatu proses, antara lain dapat diketahui melalui analisis sifat-sifat dasarnya yang meliputi parameter kadar air, zat terbang, abu,
karbon terikat, daya jerap terhadap iodin, benzena dan kloroform. Data hasil karakterisasi sifat-sifat dasar arang aktif disajikan pada Tabel 47. Dari data Tabel 47
ditunjukkan bahwa arang aktif yang dihasilkan pada perlakuan dengan aktivator panas pada waktu 120 menit dan suhu 800
o
C merupakan arang aktif yang sebahagian besar karakteristiknya memenuhi persyaratan SNI-06-3730-1995 BSN 1995, terutama
dalam hal daya jerapnya terhadap larutan iodin. Kemampuan daya jerap arang aktif
120 terhadap larutan iodin sering kali dijadikan sebagai patokan utama untuk menilai
kualitas suatu arang aktif terutama untuk penggunaannya sebagai adsorben. Tabel 47 Karakteristik arang aktif hasil aktivasi arang sampah organik pasar
Kadar Daya jerap
Perlakuan
Air Zat terbang
Abu Karbon
terikat Iodin
mgg Benzena
A1W1S1 2,36 19,32 15,56 65,12 546,76 8,75 A1W1S2 1,02 18,66 17,38 63,97 700,16 8,55
A1W2S1 1,28 17,82 12,55 69,63 339,56 8,12 A1W2S2 2,23 20,00 14,44 65,56 209,63 7,88
A2W1S1 0,98 12,77 14,86 72,38 616,94 14,99 A2W1S2 0,92 10,87 16,87 72,26 757,82 16,70
A2W2S1 1,19 10,49 14,95 74,56 504,82 15,87 A2W2S2
1,36 8,87 12,27 78,86 873,53 22,51
A3W1S1 1,53 14,43 21,81 63,76 459,73 5,05 A3W1S2 3,83 14,33 22,52 63,14 479,55 4,44
A3W2S1 1,76 13,74 19,02 67,24 306,04 5,87 A3W2S2 4,70 20,06 23,98 55,96 313,02 6,12
A4W1S1 1,45 16,13 26,25 57,62 323,25 5,46 A4W1S2 1,11 13,68 26,53 59,79 327,17 8,17
A4W2S1 4,82 17,34 20,36 62,31 309,32 11,87 A4W2S2 5,41 17,27 26,59 56,14 409,52 14,03
A5W1S1 2,46 7,08 9,78 83,14 308,49 7,99
A5W1S2 3,22 7,29 10,41 82,30 284,92 7,12
A5W2S1 3,34 8,30 9,89 81,81 324,76 5,98
A5W2S2 2,58 6,61 10,44 82,94 243,52 7,26
A6W1S1 3,22 8,66 9,84 81,50 338,28 9,75
A6W1S2 2,65 8,42 9,55 82,03 373,59 11,20
A6W2S1 1,71 6,30 12,61 81,09 438,74 8,97
A6W2S2 1,20 6,55 11,45 81,99 268,03 8,76
SNI ≤ 15
≤ 25 ≤ 10
≥ 65 ≥ 750
≥ 25
Keterangan: A1 = aktivator panas W1 = waktu aktivasi 60 menit
A2 = aktivator steam uap H
2
O W2 = waktu aktivasi 120 menit
A3 = aktivator basa KOH 0,5 M S1 = suhu aktivasi 700
o
C A4 = aktivator basa KOH 1 M
S2 = suhu aktivasi 800
o
C A5 = aktivator asam H
3
PO
4
0,5 M A6 = aktivator asam H
3
PO
4
1 M
121 1. Kadar air
Kadar air arang sebelum diaktivasi berkisar 2,46-3,09. Kadar air arang aktif yang dihasilkan pada penelitian ini berkisar 0,92-5,41 Tabel 47, nilai ini memenuhi
persyaratan SNI-06-3730-1995 BSN 1995. Hasil ini masih lebih baik bila dibanding dengan kadar air arang aktif kulit kayu A. mangium, yaitu 8,39-15,19 Pari et al.
2006. Kadar air tertinggi terdapat pada arang aktif yang diaktivasi dengan aktivator larutan KOH 1M pada suhu 800
o
C selama 120 menit dan yang terendah terdapat pada arang aktif yang diaktivasi dengan aktivator uap air pada suhu 800
o
C selama 60 menit. Kadar air arang aktif yang dikehendaki harus bernilai sekecil-kecilnya karena akan
mempengaruhi daya jerapnya terhadap gas ataupun cairan Pari 1996. Kadar air yang terkandung dalam arang aktif dipengaruhi oleh jumlah uap air di udara, lama proses
pendinginan, penggilingan dan pengayakan Hendaway 2003. Arang aktif yang bersifat higroskopis mudah sekali menyerap uap air di udara karena strukturnya terdiri
atas 6 atom karbon pada sudut heksagonal, memungkinkan uap air terperangkap di dalamnya dan tidak dapat dilepas pada kondisi pengeringan oven 105
o
C. Berdasarkan hasil analisis sidik ragam dapat diketahui bahwa baik faktor
aktivator, waktu, suhu, maupun interaksi aktivator-waktu, aktivator-suhu, dan interaksi aktivator-waktu-suhu memberi pengaruh yang nyata terhadap kadar air arang aktif,
sedangkan interaksi faktor waktu dan suhu tidak nyata Lampiran 1. Selanjutnya hasil uji BNT faktor tunggal Lampiran 3a menunjukkan bahwa faktor aktivator uap H
2
O menghasilkan kadar air terendah yang nyata dibanding perlakuan lain. Faktor waktu
aktivasi selama 60 menunjukkan perbedaan yang nyata terhadap kadar air terendah dibanding aktivasi selama 120 menit. Demikian juga halnya dengan aktivasi pada suhu
700
o
C menunjukkan perbedaan yang nyata terhadap kadar air terendah dibanding aktivasi pada suhu 800
o
C. Faktor interaksi antara aktivator panas dengan waktu selama 60 atau 120 menit, atau antara aktivator uap H
2
O dengan waktu selama 60 atau 120 menit, atau antara aktivator larutan KOH 1M dengan waktu selama 60 menit, atau
antara aktivator larutan H
3
PO
4
1M dengan waktu selama 120 menit menghasilkan arang aktif dengan kadar air terendah yang berbeda tidak nyata Lampiran 3b. Faktor
interaksi antara aktivator uap H
2
O dengan suhu 700 atau 800
o
C, atau antara aktivator
122 panas dengan suhu 700 atau 800
o
C, atau antara aktivator larutan KOH 0,5M dengan suhu 700
o
C, atau antara aktivator larutan H
3
PO
4
1M menghasilkan arang aktif dengan kadar air terendah yang berbeda tidak nyata Lampiran 3c. Faktor interaksi antara
aktivator uap H
2
O dengan suhu 700 atau 800
o
C selama 60 atau 120 menit, atau antara aktivator panas dengan suhu 800
o
C selama 60 menit, atau antara aktivator panas dengan suhu 700
o
C selama 120 menit, atau antara aktivator larutan KOH 0,5M dengan suhu 700
o
C selama 60 menit, atau antara aktivator larutan KOH 1M dengan suhu 700 atau 800
o
C selama 60 menit, atau antara aktivator larutan H
3
PO
4
1M dengan suhu 700 atau 800
o
C selama 120 menit menghasilkan arang aktif dengan kadar air terendah yang tidak nyata Lampiran 3d. Oleh karena itu, dapat dikemukakan bahwa perlakuan
pembuatan arang aktif terbaik dengan kadar air terendah, yaitu menggunakan aktivator uap H
2
O dengan suhu 700 atau 800
o
C selama 60 atau 120 menit, atau aktivator panas dengan suhu 800
o
C selama 60 menit, atau aktivator panas dengan suhu 700
o
C selama 120 menit, atau aktivator larutan KOH 0,5M dengan suhu 700
o
C selama 60 menit, atau aktivator larutan KOH 1M dengan suhu 700 atau 800
o
C selama 60 menit, atau aktivator larutan H
3
PO
4
1M dengan suhu 700 atau 800
o
C selama 120 menit.
2. Kadar zat terbang Kadar zat terbang arang sebelum diaktivasi berkisar 18,30-19,99. Kadar zat
terbang arang aktif yang dihasilkan pada penelitian ini berkisar 6,30-20,06 Tabel 47. Nilai kadar zat terbang arang aktif yang dihasilkan pada semua perlakuan
memenuhi persyaratan SNI-06-3730-1995 BSN 1995 karena kadarnya kurang dari 25,00. Arang aktif yang mengandung kadar zat terbang terendah terdapat pada
aktivasi dengan aktivator larutan H
3
PO
4
1M pada suhu 700
o
C selama 120 menit, dan yang tertinggi terdapat pada aktivasi dengan aktivator larutan KOH 0,5M pada suhu
800
o
C selama 120 menit. Secara umum kadar zat terbang yang dihasilkan cenderung meningkat seiring meningkat suhu dan waktu aktivasi. Tingginya kadar zat terbang ini
menunjukkan bahwa permukaan arang aktif yang dihasilkan masih menempel senyawaan non karbon dan juga zat terbang yang berasal dari hasil interaksi antara
karbon dengan uap air sebagaimana terbukti dari hasil identifikasi gugus fungsi dengan
123 FTIR Gambar 25 dan dengan SEM Gambar 35. Kadar zat terbang yang tinggi pada
arang aktif tidak diinginkan karena senyawaan yang menempel pada permukaannya dapat mengurangi daya jerapnya baik terhadap larutan maupun gas-gas.
Berdasarkan hasil analisis sidik ragam dapat diketahui bahwa faktor aktivator maupun interaksi aktivator-waktu, aktivator-suhu, dan interaksi aktivator-waktu-suhu
memberi pengaruh yang nyata terhadap kadar zat terbang arang aktif, sedangkan faktor waktu dan suhu tidak nyata Lampiran 1. Selanjutnya hasil uji BNT faktor tunggal
Lampiran 4a menunjukkan bahwa faktor aktivator larutan H
3
PO
4
0,5 atau 1M berpengaruh tidak nyata terhadap kadar zat terbang terendah yang dihasilkan,
sedangkan faktor lain berpengaruh nyata. Pada interaksi faktor aktivator larutan KOH 0,5 atau 1M dengan waktu 60 atau 120 menit dan antara aktivator larutan larutan
H
3
PO
4
1M dengan waktu 60 menit menunjukkan perbedaan yang tidak nyata terhadap kadar zat terbang terendah yang dihasilkan, sedangkan perlakuan lain berbeda nyata
Lampiran 4b. Pada interaksi faktor aktivator larutan KOH 0,5 atau 1M dengan suhu 700 atau 800
o
C, atau antara aktivator larutan larutan H
3
PO
4
0,5 atau 1M dengan waktu 60 atau 120 menit menunjukkan perbedaan yang tidak nyata terhadap kadar zat terbang
terendah yang dihasilkan, sedangkan perlakuan lain berbeda nyata Lampiran 4c. Pada interaksi faktor waktu-suhu menunjukkan perbedaan yang tidak nyata terhadap
kadar zat terbang Lampiran 4d. Pada interaksi faktor aktivator larutan H
3
PO
4
0,5 atau 1M dengan suhu 700 atau 800
o
C selama 120 menit, antara aktivator larutan KOH 0,5 atau 1M dengan suhu 700 atau 800
o
C selama 60 atau 120 menit menunjukkan perbedaan yang tidak nyata terhadap kadar zat terbang terendah, sedangkan perlakuan
lain berbeda nyata Lampiran 4e. Oleh karena itu, dapat dikemukakan bahwa untuk membuat arang aktif dengan kadar zat terbang terendah dapat dilakukan dengan
aktivasi arang menggunakan aktivator larutan H
3
PO
4
0,5 atau 1M dengan suhu 700 atau 800
o
C selama 120 menit, antara aktivator larutan KOH 0,5 atau 1M dengan suhu 700 atau 800
o
C selama 60 atau 120 menit.
3. Kadar abu
124 Kadar abu dari arang sebelum diaktivasi berkisar 12,22-13,00. Kadar abu
arang aktif yang dihasilkan pada penelitian ini berkisar 9,55-26,59 Tabel 47. Nilai tersebut umumnya tidak memenuhi persyaratan SNI-06-3730-1995 BSN 1995 karena
kadar abu yang dihasilkan jauh di atas batas maksimum, yaitu kurang dari 10,00, kecuali arang aktif hasil aktivasi dengan larutan H
3
PO
4
0,5M pada suhu 700
o
C selama 60 dan 120 menit atau larutan H
3
PO
4
1M pada suhu 700 atau 800
o
C selama 60 menit. Kandungan kadar abu yang terdapat pada arang hasil pirolisis pada berbagai perlakuan
cenderung fluktuatif. Hal ini disebabkan karena komposisi bahan baku sampah organik pasar yang digunakan relatif tidak homogen. Kadar abu tinggi terdapat pada perlakuan
aktivasi dengan larutan KOH 1M pada suhu 800
o
C selama 120 menit dan yang terendah terdapat pada perlakuan aktivasi dengan larutan H
3
PO
4
1M pada suhu 800
o
C selama 60 menit. Tingginya kadar abu pada suatu arang aktif disebabkan oleh
terjadinya reaksi oksidasi. Menurut Pari 2004, kadar abu yang besar dapat mengurangi daya jerap arang aktif baik terhadap larutan maupun gas-gas, karena
kandungan mineral yang terdapat dalam abu seperti kalium, natrium, kalsium, dan magnesium akan menyebar dalam kisi-kisi arang aktif, sehingga mengakibatkan kinerja
arang aktif berkurang Tanaike Inagaki 1999; Benaddi et al. 2000. Berdasarkan hasil analisis sidik ragam dapat diketahui bahwa faktor aktivator,
suhu, waktu maupun interaksi aktivator-waktu, aktivator-suhu, dan interaksi aktivator- waktu-suhu memberi pengaruh yang tidak berbeda nyata terhadap kadar abu arang
aktif, akan tetapi berbeda nyata dengan perlakuan interaksi faktor waktu dan suhu Lampiran 1. Selanjutnya hasil uji BNT faktor tunggal Lampiran 5a menunjukkan
bahwa faktor aktivator larutan KOH 1M berpengaruh nyata terhadap kadar abu arang aktif yang dihasilkan. Faktor waktu aktivasi selama 60 menit berbeda nyata terhadap
kadar abu arang aktif yang dihasilkan. Demikian juga halnya dengan faktor suhu aktivasi 800
o
C berbeda nyata terhadap kadar abu arang aktif. Pada interaksi antara faktor aktivator larutan H
3
PO
4
0,5 atau 1M dengan waktu 60 atau 120 menit menunjukkan perbedaan yang tidak nyata dalam menghasilkan kadar abu arang aktif
yang relatif lebih rendah, sedangkan dengan perlakuan lain berbeda nyata Lampiran 5b. Pada interaksi antara faktor aktivator larutan H
3
PO
4
0,5 atau 1M dengan suhu 700 atau 800
o
C tidak menunjukkan perbedaan yang tidak nyata terhadap kadar abu arang
125 aktif terendah yang dihasilkan, sedangkan dengan perlakuan lain berbeda nyata
Lampiran 5c. Pada interaksi antara faktor aktivator larutan KOH 0,5 atau 1M dengan suhu 700 atau 800
o
C selama 60 atau 120 menit, antara aktivator larutan H
3
PO
4
0,5 atau 1M dengan suhu 700 atau 800
o
C selama 60 atau 120 menit, antara aktivator panas dengan suhu 700
o
C selama 120 menit, dan antara aktivator uap H
2
O dengan suhu 800
o
C selama 120 menit menunjukkan perbedaan yang tidak nyata terhadap kadar abu arang aktif terendah yang dihasilkan, sedangkan dengan perlakuan lain berbeda nyata
Lampiran 5d. Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa untuk menghasilkan arang aktif dengan kadar abu relatif rendah dapat dilakukan dengan aktivasi arang menggunakan
aktivator larutan KOH 0,5 atau 1M dengan suhu 700 atau 800
o
C selama 60 atau 120 menit, atau antara aktivator larutan H
3
PO
4
0,5 atau 1M dengan suhu 700 atau 800
o
C selama 60 atau 120 menit, atau antara aktivator panas dengan suhu 700
o
C selama 120 menit, atau antara aktivator uap H
2
O dengan suhu 800
o
C selama 120 menit.
4. Kadar karbon terikat Kadar karbon terikat bahan baku arang sebelum diaktivasi berkisar 67,01-
69,48. Kadar karbon terikat yang dihasilkan pada penelitian ini berkisar antara 55,96–83,14 Tabel 47. Nilai tersebut lebih separuh perlakuan memenuhi
persyaratan SNI-06-3730-1995 BSN 1995 karena kadarnya melebihi 65,00, kecuali arang aktif yang dihasilkan pada perlakuan aktivator larutan KOH. Kadar karbon
tertinggi terdapat pada aktivasi dengan aktivator larutan H
3
PO
4
0,5M dengan suhu 700
o
C selama 60 menit dan yang terendah terdapat pada aktivasi dengan aktivator larutan KOH 0,5M dengan suhu 800
o
C selama 120 menit. Rendahnya kadar karbon terikat menunjukkan sebagian atom-atom karbon teroksidasi menghasilkan gas CO danatau
CO
2
sehingga atom karbon yang tertata kembali membentuk struktur heksagonal berkurang. Arang aktif tersusun atas atom-atom karbon bebas yang berikatan secara
kovalen membentuk struktur heksagonal datar Puziy et al. 2003. Pada aktivasi dengan aktivator uap H
2
O dan KOH, menunjukkan kecenderungan dengan semakin lamanya waktu aktivasi semakin berkurang kadar karbon yang dihasilkan. Hal tersebut
disebabkan oleh meningkatnya kadar abu yang dihasilkan. Akan tetapi kebalikannya pada perlakuan aktivasi dengan panas danatau larutan H
3
PO
4
menunjukkan
126 kecenderungan peningkatan kadar karbon dengan semakin meningkatnya waktu
aktivasi. Hal ini disebabkan kadar abu yang terbentuk pada arang aktif hasil aktivasi dengan kedua aktivator tersebut relatif lebih rendah berkisar 12,55-17,38 untuk
aktivator panas dan 9,55-11,45 untuk aktivator H
3
PO
4
Tabel 47 dibandingkan dengan hasil aktivasi uap H
2
O dan KOH. Hasil ini berbeda dengan perlakuan aktivasi yang dilakukan oleh Williams Reed 2003 bahwa kadar karbon semakin menurun
akibat semakin meingkatnya waktu aktivasi. Berdasarkan hasil analisis sidik ragam dapat diketahui bahwa baik faktor
aktivator, suhu maupun interaksi aktivator-waktu, aktivator-suhu, waktu-suhu dan interaksi aktivator-waktu-suhu memberi pengaruh yang nyata terhadap kadar korbon
terikat arang aktif Lampiran 1. Selanjutnya hasil uji BNT faktor tunggal Lampiran 6a menunjukkan bahwa faktor aktivator larutan H
3
PO
4
0,5 atau 1M dapat menghasilkan arang aktif dengan kadar karbon tertinggi yang berbeda nyata dengan
aktivator lain. Faktor suhu aktivasi 700
o
C menghasilkan arang aktif dengan kadar karbon tertinggi yang berbeda nyata dibandingkan aktivasi dengan suhu 800
o
C. Faktor interaksi antara aktivator larutan H
3
PO
4
0,5 atau 1M dengan waktu aktivasi selama 60 atau 120 menit menghasilkan arang aktif dengan kadar karbon tertinggi yang berbeda
tidak nyata Lampiran 6b. Faktor interaksi antara aktivator larutan H
3
PO
4
0,5 atau 1M dengan suhu 700 atau 800
o
C menghasilkan arang aktif dengan kadar karbon tertinggi
yang berbeda tidak nyata Lampiran 6c. Faktor interaksi antara waktu aktivasi baik
selama 60 maupun 120 menit dengan suhu 700 atau 800
o
C menghasilkan arang aktif dengan kadar karbon tertinggi yang berbeda tidak nyata Lampiran 6d. Faktor interaksi
antara aktivator larutan H
3
PO
4
0,5 atau 1M dengan suhu 700 atau 800
o
C selama 60 atau 120 menit, atau antara aktivator KOH 1M dengan suhu 800
o
C selama 120 menit menghasilkan arang aktif dengan kadar karbon tertinggi yang berbeda tidak nyata
Lampiran 6e. Oleh karena itu, dapat dikatakan bahwa perlakuan terbaik pembuatan arang aktif dengan kadar karbon tertinggi, yaitu dengan cara aktivasi menggunakan
aktivator larutan H
3
PO
4
0,5 atau 1M dengan suhu 700 atau 800
o
C selama 60 atau 120 menit, atau aktivator KOH 1M dengan suhu 800
o
C selama 120 menit.
5. Daya jerap iodin
127 Daya jerap arang aktif terhadap larutan iodin merupakan indikator penting
dalam menilai kualitas suatu arang aktif. Daya jerap arang aktif terhadap larutan iodin mempunyai arti bahwa arang tersebut mampu menyerap zat dengan ukuran molekul
yang 10 A
o
atau memberikan indikasi bahwa arang tersebut memiliki jumlah pori 10 A
o
. Semakin tinggi daya jerap arang aktif terhadap larutan iodin maka semakin baik kualias arang aktif tersebut.
Daya jerap arang aktif yang dihasilkan pada penelitian ini terhadap larutan iodin berkisar 209,63-873,53 mgg Tabel 47. Nilai tersebut pada umumnya tidak memenuhi
persyaratan SNI-06-3730-1995 BSN 1995, kecuali arang aktif hasil aktivasi dengan uap H
2
O pada suhu 800
o
C selama 60 atau 120 menit, karena batas minimal daya jerap arang aktif terhadap larutan iodin adalah 750,00 mgg. Secara umum hasil penelitian ini
menunjukkan adanya kecenderungan daya jerap arang aktif terhadap larutan iodin semakin menurun sesuai dengan meningkatnya waktu aktivasi. Hasil ini sesuai dengan
penelitian yang dilakukan oleh Hendra Pari 1995 yang memperoleh daya jerap arang aktif terhadap larutan iodin yang terendah ditunjukkan pada arang hasil aktivasi
selama 30 menit dibandingkan dengan aktivasi selama 90 menit yang mempunyai daya jerap lebih tinggi. Di samping itu, apabila hasil ini dibandingkan dengan hasil
penelitian yang dilakukan oleh Pari et al. 2006 yang memperoleh daya jerap arang aktif terhadap larutan iodin berkisar antara 369-607 mgg, maka kualitas arang aktif
hasil penelitian ini relatif lebih baik. Berdasarkan hasil analisis sidik ragam dapat diketahui bahwa semua faktor baik
tunggal maupun interaksinya memberi pengaruh yang nyata terhadap daya jerap arang aktif terhadap larutan iodin Lampiran 1. Selanjutnya hasil uji BNT faktor tunggal
Lampiran 7a menunjukkan bahwa aktivasi dengan uap H
2
O berbeda nyata dalam hal menghasilkan arang aktif yang mempunyai daya jerap lebih tinggi terhadap larutan
iodin. Faktor waktu aktivasi selama 60 menit menghasilkan arang aktif dengan daya jerap terhadap larutan iodin lebih tinggi yang berbeda nyata dibandingkan dengan
waktu aktivasi selama 120 menit. Faktor suhu aktivasi 800
o
C menghasilkan arang aktif dengan daya jerap terhadap larutan iodin lebih tinggi yang berbeda nyata dibandingkan
aktivasi dengan suhu 700
o
C. Faktor interaksi antara aktivator panas dengan waktu
128 aktivasi selama 60 menit, atau antara aktivator uap H
2
O dengan waktu aktivasi selama 120 menit menghasilkan arang aktif dengan daya jerap terhadap larutan iodin tertinggi
yang berbeda nyata Lampiran 7b. Faktor interaksi antara antara aktivator uap H
2
O dengan suhu aktivasi 800
o
C menghasilkan arang aktif dengan daya jerap terhadap larutan iodin tertinggi yang berbeda nyata Lampiran 7c. Faktor interaksi antara waktu
aktivasi baik selama 60 menit dengan suhu 700 atau 800
o
C, atau antara waktu aktivasi selama 120 menit dengan suhu 800
o
C menghasilkan arang aktif dengan daya jerap terhadap larutan iodin tertinggi yang berbeda nyata Lampiran 7d. Faktor interaksi
antara aktivator uap H
2
O dengan suhu 800
o
C selama 120 menit menghasilkan arang aktif dengan daya jerap terhadap larutan iodin tertinggi yang berbeda nyata Lampiran
7e. Oleh karena itu, dapat dikemukakan bahwa perlakuan terbaik pembuatan arang aktif yang mempunyai daya jerap terhadap larutan iodin tertinggi, yaitu dengan cara
aktivasi arang menggunakan aktivator uap H
2
O dengan suhu 800
o
C selama 120 menit.
6. Daya jerap benzena Benzena merupakan senyawa aromatis sederhana yang bersifat nonpolar.
Senyawa ini memiliki titik didih yang lebih rendah dari pada air, yaitu 80
o
C, tidak berwarna, tidak larut dalam air, larut baik dalam kebanyakan pelarut organik, mudah
terbakar dengan nyala yang berjelaga. Karakteristik daya jerap arang aktif terhadap benzena memberi indikasi akan kemampuan arang aktif dalam menjerap gas-gas yang
bersifat nonpolar dengan ukuran molekul 6 A
o
. Daya jerap arang aktif terhadap uap benzena yang dihasilkan pada pengamatan
jam ke-24 berkisar 4,44-22,51 Tabel 47. Nilai daya jerap arang aktif terhadap uap benzena tidak ada yang memenuhi persyaratan SNI-06-3730-1995 BSN 1995, karena
batas ambangnya minimal 25,00. Nilai daya jerap arang aktif terhadap benzena tertinggi terdapat pada perlakuan aktivasi uap H
2
O dengan suhu 800
o
C selama 120 menit dan yang terendah terdapat pada perlakuan aktivasi larutan KOH 0,5M dengan
suhu 800
o
C selama 60 menit. Rendahnya daya jerap arang aktif terhadap uap benzena menunjukkan bahwa masih terdapatnya senyawaan nonkarbon yang menempel pada
permukaan arang aktif terutama atom hidrogen dan oksigen sehingga permukaan arang
129 aktifnya lebih bersifat nonpolar. Apabila hal ini dibandingkan dengan hasil penelitian
yang dilakukan Pari et al. 2006 yang memperoleh daya jerap arang aktif dari A. mangium terhadap uap benzena berkisar antara 9,22-16,20, maka arang aktif yang
dihasilkan pada penelitian ini relatif berkualitas sama. Berdasarkan hasil analisis sidik ragam dapat diketahui bahwa faktor aktivator,
suhu, waktu maupun interaksi aktivator-waktu dan aktivator-suhu memberi pengaruh yang nyata terhadap daya jerap arang aktif terhadap uap benzena Lampiran 1.
Selanjutnya hasil uji BNT faktor tunggal Lampiran 8a menunjukkan bahwa aktivasi dengan uap H
2
O berbeda nyata dalam hal menghasilkan arang aktif yang mempunyai daya jerap lebih tinggi terhadap uap benzena. Faktor waktu aktivasi selama 120 menit
menghasilkan arang aktif dengan daya jerap terhadap uap benzena lebih tinggi yang berbeda nyata dibandingkan dengan waktu aktivasi selama 60 menit. Faktor suhu
aktivasi 800
o
C menghasilkan arang aktif dengan daya jerap terhadap uap benzena lebih tinggi yang berbeda nyata dibandingkan aktivasi dengan suhu 700
o
C. Faktor interaksi antara aktivator uap H
2
O dengan waktu aktivasi selama 120 menit menghasilkan arang aktif dengan daya jerap terhadap uap benzena tertinggi yang berbeda nyata Lampiran
8b. Faktor interaksi antara antara aktivator uap H
2
O dengan suhu aktivasi 800
o
C menghasilkan arang aktif dengan daya jerap terhadap uap benzena tertinggi yang
berbeda nyata Lampiran 8c. Oleh karena itu, dapat dikemukakan bahwa perlakuan terbaik untuk pembuatan arang aktif dari sampah organik pasar yang mempunyai daya
jerap terhadap uap benzena tertinggi, yaitu dengan cara aktivasi arang menggunakan aktivator uap H
2
O pada suhu 800
o
C selama 120 menit.
130
4.4 Fraksinasi dan Bioassay Asap Cair 4.4.1 Fraksinasi Asap Cair