Penentuan Suhu dan Konsentrasi Asam Fosfat

16 dibandingkan dengan arang. Hasil samping proses karbonisasi bahan dengan sistem vakum adalah terbentuknya asap cair. Asap cair tersebut terbentuk karena proses pendinginan asap dengan kondensor. Menurut Sudrajat et al., 2011 proses karbonisasi menggunakan retort dapat memperoleh kandungan ter dan cuka kayu asam asetat dan metanol pada bahan baku mentah sehingga dapat mengimbangi biaya energi ekstra pada proses karbonisasi. Menurut Pari 2010, rendemen arang kecil disebabkan karena komponen bahan terbuang dalam bentuk CO 2 , CO, dan CH 4 yang sangat berperan pada peningkatan gas rumah kaca. Kandungan kadar air, kadar abu dan kadar zat terbang arang yang dihasilkan berturut-turut adalah 3.34 bb, 4.65bk, 23.87 bk. Apabila dibandingkan dengan bahan sebelum proses karbonisasi, kandungan kadar air, kadar abu, dan kadar zat terbang arang lebih rendah. Hal ini disebabkan karena pada saat proses karbonisasi terjadi penguapan air, komponen asam, metanol, ter, dan penguraian selulosa. Akan tetapi kadar karbon terikat meningkat signifikan jika dibandingkan dengan kadar karbon terikat sebelum dikarbonisasi. Kadar karbon terikat arang adalah 71.58 bk. Hal ini disebabkan karena rendahnya nilai kadar abu dan kadar zat terbang arang yang disebabkan proses karbonisasi. Arang tempurung kelapa sawit berpotensi untuk dijadikan arang aktif. Menurut Djatmiko et al., 1985 dalam Irham 2006, arang dapat diproses menjadi arang aktif jika nilai kadar karbon terikat berada pada kisaran 70-80. Kadar karbon terikat yang terlalu rendah disebabkan arang tersebut masih memiliki kandungan kadar abu dan kadar zat terbang yang masih tinggi sehingga perlu waktu proses karbonisasi yang lebih lama. Kemampuan arang tempurung kelapa sawit untuk menyerap iod dan benzena berturut-turut adalah 171.97 mgg dan 9.66. Nilai tersebut menunjukan bahwa arang yang dihasilkan memiliki kemampuan menyerap cairan dan gas akan tetapi nilai tersebut masih rendah. Kemampuan arang dalam menyerap larutan dan gas mengindikasikan bahwa arang tersebut telah membentuk pori- pori sehingga terjadi proses adsorpsi. Kemampuan arang untuk menyerap cairan dan gas dapat ditingkatkan melalui proses aktivasi dengan menggunakan suhu tinggi dan perendaman asam fosfat. Tabel 3. Hasil Analisis Sifat Fisiko Kimia Arang Tempurung Kelapa Sawit Komponen Satuan Nilai Rendemen bb 36.38 Kadar Air bb 3.34 Kadar Abu bk 4.65 Kadar Zat Terbang bk 23.87 Kadar Karbon Terikat bk 71.48 Daya Serap Iod mgg 171.97 Daya Serap Benzena bk 9.66 Daya listrik pada tungku karbonisasi adalah sebesar 2 kwatt per jam. Daya listrik yang digunakan untuk proses karbonisasi selama lima jam diperkirakan sebesar 10 kwatt atau setara dengan 36000 kjoule. Tingginya energi yang dikeluarkan terutama energi panas mampu mengkonversi tempurung kelapa sawit menjadi arang.

3. Penentuan Suhu dan Konsentrasi Asam Fosfat

Arang dapat menjadi arang aktif melalui proses aktivasi menggunakan suhu tinggi dan aktivator kimia. Proses aktivasi dapat menghilangkan hidrokarbon yang melapisi permukaan arang sehingga dapat meningkatkan porositas arang. Penentuan suhu aktivasi dan konsentrasi asam 17 fosfat dilakukan untuk mengetahui kondisi yang tepat untuk memproduksi arang aktif yang sesuai dengan SNI arang aktif teknis. Pada penelitian ini aktivator kimia yang digunakan adalah asam fosfat dengan konsentrasi 5, 10, dan 15 yang direndam selama 24 jam dengan suhu aktivasi 700 dan 800 o C yang dialiri uap air selama satu jam. Hasil menunjukan bahwa daya serap terhadap iod berkisar 396.66 - 610.36 mgg. Daya serap iodium pada suhu 800 o C memiliki kemampuan dalam menyerap larutan lebih tinggi dibandingkan suhu 700 o C Lampiran 3. Semakin tinggi konsentrasi asam fosfat maka kemampuan menyerap larutan akan semakin meningkat. Hal ini disebabkan karena asam fosfat mampu membentuk pori-pori permukaan arang yang lebih banyak. Konsentrasi asam fosfat 15 memiliki kemampuan dalam menyerap cairan sebesar 610.36 mgg pada suhu 800 o C. Semakin tinggi suhu aktivasi menyebabkan arang aktif memiliki kemampuan yang semakin meningkat dalam menyerap larutan. Hal ini berhubungan dengan kinetika reaksi yang menyebabkan semakin tinggi suhu aktivasi maka kecepatan reaksi akan semakin cepat sehingga pembentukan pori-pori akan semakin banyak. Menurut Hendra et al 1999, ikatan C dan H pada arang terlepas dengan sempurna sehingga terjadi pergeseran pelat karbon kristalit membentuk pori yang baru dan mengembangkan pori yang telah terbentuk. Daya serap terhadap iod menggambarkan banyaknya pori atau luas permukaan arang aktif. Besarnya daya serap iod mengindikasikan bahwa arang aktif memiliki banyak pori atau luas permukaan arang aktif. Besarnya daya serap aktif terhadap iodium juga menggambarkan banyak struktur mikropori yang terbentuk. Kemampuan arang aktif pada tingkat konsentrasi dan suhu dapat dilihat pada Gambar 9. Gambar 9. Histogram hubungan antara konsentrasi asam fosfat dan suhu aktivasi terhadap daya serap iod arang aktif tempurung kelapa sawit Menurut Sudrajat et al., 2011 asam fosfat yang biasa digunakan untuk mengaktifkan arang aktif adalah sebesar 10-15 yang direndam selama 12-24 jam. Saptadi 2008, telah menggunakan asam fosfat sebesar 10 untuk mengaktivasi arang yang berasal dari tempurung kemiri. Pada penelitian ini, konsentrasi asam fosfat yang digunakan adalah 15 pada suhu 800 o C. Arang aktif yang dihasilkan belum memenuhi Standar Nasional Indonesia SNI. SNI arang aktif teknis menetapkan bahwa kemampuan dalam menyerap larutan iod minimum 750 mgg. Untuk mengetahui pengaruh perendaman terhadap mutu arang aktif maka dilakukan penelitian dengan membandingkan arang yang tidak direndam dan direndam asam fosfat dengan variasi waktu aktivasi. 425.96 396.66 402.30 493.13 600.83 610.36 0.00 100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00 700.00 5 10 15 Da y a S era p Iod m g g Konsentrasi Asam Fosfat 700 °C 800°C 18

B. PENELITIAN UTAMA 1. Pengaruh Perendaman Asam Fosfat dan Waktu Aktivasi