KEGUNAAN ARANG AKTIF ADSORPSI

7 yang menempel pada permukaan arang. Pergeseran pelat-pelat karbon kristalit selain membentuk pori baru, juga untuk mengembangkan pori-pori yang sudah ada, sehingga dari mikropori berubah menjadi makropori Pari, 2007.

2. Aktivasi secara kimia

Pada proses ini dilakukan perendaman arang dengan bahan kimia sebelum dipanaskan. Perendaman dilakukan selama 24 jam sehingga bahan kimia akan meresap dan membuka permukaan arang yang semula tertutup oleh senyawa-senyawa ter. Menurut Pari 2007 perendaman arang dilakukan selama 24 jam dan kemudian arang hasil perendaman dipanaskan pada suhu tinggi sehingga diharapkan aktivator dapat masuk diantara pelat heksagonal dari kristalit arang sehingga dapat terjadi pengikisan pada permukaan kristalit dan membuka permukaan arang yang tertutup sehingga menjadi aktif. Bahan kimia yang sering digunakan adalah ZnCl 2 , H 3 PO 4 , KOH, dan NaOH Guo et al., 2003; Lua et al., 2004; Raymundo et al., 2005. Adinata et al., 2007 menggunakan K 2 CO 3 untuk mengaktifkan arang tempurung kelapa sawit. Kwadrati 2008 melakukan pengaktifan terhadap arang dari limbah kelapa sawit menggunakan HCl. Aktivasi kimia dengan menggunakan ZnCl 2 dan H 3 PO 4 digunakan karena dapat meningkatkan porositas dan rendemen. Akan tetapi penggunaan ZnCl 2 bersifat korosif dan berbahaya karena dapat mengeluarkan gas klor yang bersifat racun Garcia et al., 2002. Aktivasi menggunakan kombinasi H 3 PO 4 dan uap air sangat dianjurkan Kienle et al., 1986 dan Baker et al., 1997. Aktivasi yang dilakukan secara kimia dapat meningkatkan rendemen arang aktif dibandingkan dengan menggunakan aktivasi secara fisik Dabrowski et al.,2005; Li et al., 2008.

E. KEGUNAAN ARANG AKTIF

Sekitar 70 industri menggunakan produk arang aktif sebagai salah satu bahan yang digunakan pada proses pengolahannya seperti industri gula, sirup, minyak, air, farmasi dan kimia. Saat ini penggunaan arang aktif juga dilakukan pada keperluan rumah tangga yaitu sebagai penjerap bau tidak sedap dilingkungan rumah Pari, 2007. Dalam proses penjernihan air, arang aktif selain mengadsorpsi logam-logam seperti besi, tembaga, nikel, juga dapat menghilangkan bau, warna, dan rasa yang terdapat dalam larutan atau buangan air Beukens et al., 1985. Di bidang farmasi, arang aktif juga digunakan untuk menyerap kotoran yang berupa koloid serta dapat berfungsi sebagai filter sehingga proses kristalisasi dapat dipercepat. Pada Industri rokok, arang aktif dimasukkan ke dalam filter rokok untuk mencegah atau mengurangi zat beracun yang dikeluarkan bersama asap rokok. Arang juga dapat menyerap emisi gas formaldehid dari formalin Asano et al.,1999 dalam Pari, 2007. Arang aktif juga dapat dicampurkan ke dalam makanan domba sehingga dapat mencegah domba keracunan Hymenoxys odorata yang mengandung sesquiterpen lakton hymenoxon George et al ,, 2000 dalam Pari, 2007. Menurut Marsh et al., 2006 arang aktif dapat diaplikasikan pada fase gas yaitu sebagai pemurnian gas pada effluen, menghilangkan gas SO 2 , H 2 S, CS 2 , adosorpsi radionuklir, dan mengontrol bau. Selain itu juga dapat digunakan untuk mengadsorpsi cairan yang tercemar yaitu mengadsorpsi iodin dan asam asetat, mengadsorpsi senyawa anorganik kromium, uranium, nikel, kobalt, arsenik, dan merkuri Marsh et al., 2006. Fadhil et al., 2012 telah melakukan pemurnian biodiesel dengan menggunakan arang aktif berbahan baku dari bekas limbah teh yang dapat mengurangi bilangan asam biodiesel. 8

F. ADSORPSI

Adsorpsi merupakan peristiwa fisik atau kimia pada permukaan yang dipengaruhi oleh suatu reaksi kimia antara adsorben dan adsorbat. Adsorben merupakan bahan padatan yang mempu mengadsorpsi sedangkan adsorbat adalah padatan, cairan, atau gas yang diadsorpsi. Dengan demikian, proses adsorpsi dapat terjadi antara padatan dengan padatan, gas dengan padatan, gas dengan cairan, cairan dengan cairan, dan cairan dengan padatan Ketaren, 1989. Adsorpsi merupakan proses terjadinya perpindahan massa adsorbat dari fase gerak fluida pembawa adsorbat ke permukaan adsorben Setyaningsih, 1995. Adsorpsi terjadi karena adanya gaya tarik-menarik antara molekul adsorbat dengan permukaan adsorben yang aktif. Partikel yang terperangkap ke dalam adsorben seolah-olah menjadi bagian dari keseluruhan adsorben tersebut. Terdapat dua metode adsorpsi yaitu adsorpsi secara fisik physiosorption dan adsorpsi secara kimia chemisorptions. Kedua metode terjadi jika molekul-molekul dalam fasa cair diikat pada permukaan suatu fasa padat akibat gaya tarik menarik pada permukaan padatan adsorben, mengatasi energi kinetik dari molekul-molekul kontaminan dalam adsorbat Grim, 1968 dalam Puspaningrum, 2007. Meknisme peristiwa adsorpsi adalah sebagai berikut: a Molekul adsorbat berdifusi melalui suatu lapisan batas ke permukaan luar adsorben b Sebagian ada yang teradsorpsi di permukaan luar c Sebagian besar terdifusi lanjut ke dalam pori-pori adsorben d Jika kapasitas adsorpsi masih sangat besar, sebagian akan teradsorpsi dan terikat di permukaan. Jika permukaan adsorben sudah jenuh atau mendekati jenuh dengan adsorbat maka dapat terjadi terbentuknya lapisan adsorpsi kedua dan seterusnya diatas adsorbat yang telah terikat di permukaan adsorpsi multi layer. Tidak terbentuknya lapisan kedua dan seterusnya sehingga adsorbat belum teradsorpsi berdifusi keluar pori dan kembali ke adsorbat. Menurut Azah dan Rudyanto 1984, daya adsorpsi arang aktif dapat terjadi karena adanya pori-pori mikro yang sangat banyak sehingga menimbulkan gejala kapiler yang menyebabkan timbulnya daya serap, permukaan yang luas dari arang aktif, pada kondisi bervariasi hanya sebagian permukaan yang memiliki daya serap, hal ini karena permukaan arang aktif bersifat heterogen, penyerapannya hanya terjadi pada permukaan yang aktif saja. Faktor-faktor yang mempengaruhi daya serap arang aktif adalah sebagai berikut: 1 Sifat fisiko kimia adsorben seperti ukuran pori, kehalusan, dan komposisi kimia permukaan arang aktif. 2 Sifat fisikokimia adsorbat seperti ukuran dan polaritas molekul 3 Sifat fase cair seperti pH dan suhu 4 Lamanya proses adsorpsi berlangsung. E. BIODIESEL Biodiesel merupakan cairan bahan bakar yang dibentuk dari reaksi kimia esterifikasi, transesterifikasi, esterifikasi dan transesterifikasi antara minyak nabati atau hewani dengan alkohol yang digunakan sebagai bahan bakar diesel Romano et al., 2011. Biodiesel merupakan energi alternatif terbarukan yang diproses melalui transesterifikasi trigliserida hasil dari metil asam lemak atau alkil ester Knothe et al., 2005. Secara kimiawi biodiesel merupakan turunan trigliserida dari golongan ester sehingga dikenal dengan istilah-istilah RME rapeseed methyl ester, SME soybean methyl ester dan PME palm methyl esters, untuk yang berbahan baku biji lobak, kedelai, dan minyak sawit. Biodiesel masih memiliki sifat-sifat turunan asam lemak pada umumnya, baik dari segi fisik, kimia maupun biologi Puspaningrum, 2007. 9 Biodiesel dari minyak sawit dapat dihasilkan melalui proses transesterifikasi. Transesterfikasi merupakan reaksi antara trigliserida dengan alkohol yang dibantu dengan adanya katalis sehingga membentuk gliserol dan metil ester Leung et al., 2010. Reaksi transesterfikasi dalam produksi biodiesel dapat dilihat pada Gambar 4. Gambar 4. Reaksi Transesterfikasi Leung et al., 2010 Proses pembuatan biodiesel pada dasarnya adalah merubah minyak ke dalam bentuk ester. Minyak dapat dikonversi menjadi biodiesel ketika kandungan asam lemak bebasnya rendah. Menurut Leung et al.,2010 Minyak dapat dikonversi menjadi biodiesel melalui proses transesterfikasi ketika kandungan asam lemak bebas dibawah 2.5. Ketika minyak tersebut memiliki kandungan asam lemak bebas yang tinggi maka minyak dilakukan pretreatment. Menurut Zhang et al., 2008 dalam Leung et al.,2010 pretreatment yang dilakukan ketika asam lemak bebas tinggi dapat dilakukan dengan cara esterifikasi dengan menggunakan katalis asam. Proses pemurnian biodiesel sangatlah penting untuk meningkatkan mutu biodiesel. Biodiesel sebelum dimurnikan merupakan biodiesel kasar crude biodiesel. Biodiesel kasar memiliki kandungan sisa katalis, air, alkohol yang tidak bereaksi, gliserol bebas, dan sabun yang dihasilkan dari reaksi transesterifikasi. CH 2 -O-CO-R 1 CH-O-CO-R 2 CH 2 -O-CO-R 3 + 3ROH CH 2 -OH CH-OH CH 2 -OH R-O-CO-R 1 R-O-CO-R 2 R-O-CO-R 3 Katalis Trigliserida Alkohol Gliserol Metil ester 10

III. METODE PENELITIAN

A. TEMPAT DAN WAKTU PENELITIAN

Penelitian ini dilaksanakan di Laboratorium Pusat Penelitian dan Pengembangan Keteknikan Kehutanan dan Pengelolaan Hasil Hutan, Bogor dan di Laboratorium Dasar Ilmu Terapan Teknologi Industri Pertanian IPB Bogor. Penelitian dilaksanakan pada bulan Maret sampai Juli 2012. B. BAHAN DAN ALAT Bahan baku yang digunakan dalam penelitian ini adalah tempurung kelapa sawit Elaeis guineensis yang diperoleh di Pabrik Minyak Kelapa Sawit PTPN VIII Kertajaya Malingping, Banten. Bahan yang digunakan untuk aktivasi adalah asam fosfat H 3 PO 4 dan akuades. Bahan untuk aplikasi adalah biodiesel kasar yang berasal dari minyak olein kelapa sawit yang diperoleh di Surfactant and Bioenergi Research Center SBRC Institut Pertanian Bogor. Bahan-bahan yang digunakan untuk analisis mutu arang aktif adalah natrium tiosulfat Na 2 S 2 O 3 0.1 N, benzena, larutan iod 0.1 N, kertas saring, akuades, larutan kanji 1 dan arang aktif komersial. Bahan untuk aplikasi arang aktif adalah biodiesel, sedangkan bahan yang digunakan untuk menguji mutu biodiesel adalah larutan KOH 0.1 N, alkohol netral, indikator phenolpftalein, Alat-alat yang digunakan untuk membuat arang aktif adalah tungku pengarangan, tungku aktivasi retort yang dilengkapi ketel uap, labu takar, pipet volumetrik, gelas piala, erlemneyer, saringan, dan nercara analitik. Alat-alat yang digunakan untuk analisis mutu arang aktif adalah, cawan alumunium, cawan petri, cawan porselin, oven, tanur, desikator, gegep, pengaduk, erlenmeyer, kertas saring. Alat-alat yang digunakan untuk analisis mutu biodiesel adalah erlenmeyer, buret, pH meter, dan spektrofotometer. a b Gambar 5 a. Tungku pengarangan dan b. Tungku aktivasi