Pemanfaatan tongkol jagung untuk pembuatan arang aktif sebagai adsorben pemurnian minyak goreng bekas
PEMANFAATAN TONGKOL JAGUNG UNTUK
PEMBUATAN ARANG AKTIF SEBAGAI ADSORBEN
PEMURNIAN MINYAK GORENG BEKAS
ADE MURNI SURYANI
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2009
iii
PEMANFAATAN TONGKOL JAGUNG UNTUK
PEMBUATAN ARANG AKTIF SEBAGAI ADSORBEN
PEMURNIAN MINYAK GORENG BEKAS
ADE MURNI SURYANI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2009
iv
Judul skripsi
Nama
NIM
: Pemanfaatan Tongkol Jagung untuk Pembuatan Arang Aktif
sebagai Adsorben Pemurnian Minyak Goreng Bekas
: Ade Murni Suryani
: G44204033
Menyetujui:
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Betty Marita Soebrata, S.Si, M.Si.
NIP 131 694 523
Dr. Gustan Pari, M.Si, APU
NIP 710 005 078
Mengetahui:
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
Dr. drh. Hasim, DEA
NIP 131 578 806
Tanggal Lulus:
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Di Indonesia, agroindustri merupakan
sektor
yang
sangat
penting
dalam
perindustrian nasional. Namun kegiatan
pascapanen dan pengolahan hasil pertanian,
termasuk pemanfaatan produk samping dan
sisa pengolahannya masih kurang. Sisa
pengolahan industri pertanian pada jagung
akan menghasilkan limbah berupa tongkol
jagung yang jumlahnya akan terus bertambah
seiring
dengan
peningkatan
kegiatan
pascapanen.
Produksi jagung di Indonesia setiap
tahunnya menunjukkan peningkatan. Menurut
Biro Pusat Statistik (BPS) Indonesia, angka
produksi jagung tahun 2004 mencapai 11,2
juta ton. Tahun 2005 meningkat menjadi 12,5
juta ton, tahun 2006 mencapai 12,13 juta ton.
Tahun 2007 produksinya mencapai 14 juta
ton. Disamping itu, tingkat konsumsi jagung
pada tahun 2006 sekitar 3,5 juta ton,
sedangkan tahun 2007 diperkirakan mencapai
4,1 juta ton (BPS 2007). Banyaknya buah
jagung yang dikonsumsi menyebabkan
bertambahnya limbah tongkol jagung yang
dapat menyebabkan pencemaran lingkungan.
Selama ini, masyarakat pedalaman cenderung
memanfaatkan limbah tongkol jagung sebagai
bahan bakar, dan terkesan terbuang percuma.
Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian
guna mengurangi volume limbah tongkol
jagung dan meningkatkan nilai tambahnya.
Salah satu upaya yang dilakukan untuk
memanfaatkan limbah pertanian tersebut ialah
diolah menjadi arang aktif yang selanjutnya
diaplikasikan sebagai adsorben. Kandungan
senyawa berkarbon, yaitu selulosa (41%) dan
hemiselulosa (36%) yang cukup tinggi
mengindikasikan bahwa tongkol jagung
berpotensi sebagai bahan pembuat arang aktif.
(Lorenz & Kulp 1991). Komposisi kandungan
tongkol jagung dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Komposisi tongkol jagung
Komponen
%
Air
9.6
Abu
1.5
Hemiselulosa
36.0
Selulosa
41.0
Lignin
6.0
Pektin
3.0
Pati
0.014
Sumber: Lorenz & Kulp (1991).
Arang aktif merupakan arang yang telah
diaktifkan oleh suatu zat sehingga memiliki
daya adsorpsi dengan daya serap mencapai 37 kali dari daya jerap arangnya. Arang aktif
mampu menyerap anion, kation, dan molekul
dalam bentuk senyawa organik dan anorganik
berupa larutan dan gas sehingga digunakan
sebagai adsorben polutan berkadar rendah
pada produk-produk industri (Pari 1996).
Menurut Jaguaribe (2005) kapasitas adsorpsi
yang baik jika arang aktif berbentuk serbuk
atau granul. Dewasa ini arang aktif banyak
dimanfaatkan oleh pihak industri dalam proses
pemurnian, seperti pemurnian gula, minyak
dan lemak, kimia, farmasi, dan penjernihan air
untuk mengadsorpsi bau, warna, gas, dan
logam yang tidak diinginkan.
Selain berfunsi sebagai media penghantar
panas, minyak goreng juga berfungsi sebagai
penambah rasa gurih makanan serta
memperbaiki cita rasa makanan dengan
membentuk warna kuning kecoklatan pada
saat penggorengan. Proses pemanasan tinggi
pada minyak akan menghasilkan asam lemak
trans. Selain itu juga akan menghasilkan
senyawa karbonil, dan peroksida yang dapat
menyebabkan keracunan kronis pada manusia.
Minyak goreng bekas yang terus menerus
digunakan umumnya mengandung senyawa
berbahaya tersebut.
Pemanfaatan minyak goreng bekas yang
sudah dimurnikan tentu akan sangat
membantu industri yang menggunakan
minyak goreng dalam proses produksinya.
Penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh
Ferry (2002) dan Rasjiddin (2006)
memperlihatkan bahwa serbuk gergajian kayu
campuran dan tempurung biji jambu mete
dapat dijadikan sebagai bahan baku
pembuatan arang aktif untuk adsorben
pemurnian minyak goreng bekas karena
kandungan karbonnya yang tinggi. Hasil
penelitian tersebut mengindikasikan bahwa
limbah pertanian seperti tongkol jagung
diduga dapat diolah lebih lanjut sebagai
adsorben (arang aktif) terhadap minyak
goreng bekas dan diharapkan mampu
meningkatkan nilai tambahnya.
Penelitian ini bertujuan memanfaatkan
limbah tongkol jagung sebagai bahan baku
pembuatan arang aktif untuk adsorben
pemurnian minyak goreng bekas. Di sini,
larutan asam dan basa akan digunakan untuk
mengaktivasi arang tongkol jagung dengan
harapan dapat meningkatkan kualitas arang
aktif dan kapasitas adsorpsi terhadap minyak
goreng bekas.
2
TINJAUAN PUSTAKA
Jagung
Jagung merupakan salah satu jenis
tanaman pangan biji-bijian dari keluarga
rumput-rumputan. Jagung
adalah sumber
pangan kedua setelah padi. Hampir 70% dari
produksinya dimanfaatkan untuk konsumsi
dan sisanya untuk berbagai keperluan, baik
sebagai pakan ternak maupun bahan industri
(Elly LR 1992). Selain sebagai sumber
karbohidrat, jagung juga ditanam sebagai
pakan ternak (daun dan tongkol), diambil
minyaknya (dari biji), dibuat tepung (dari biji,
dikenal dengan istilah tepung jagung atau
maizena), furfural, bioetanol, dan bahan baku
industri (dari tepung biji dan tepung
tongkolnya).
Tongkol jagung kaya akan pentosa yang
dipakai sebagai bahan baku pembuatan
furfural. Furfural banyak digunakan sebagai
pelarut dalam industri pengolahan minyak
bumi, pembuatan pelumas, dan pembuatan
nilon. Selain itu berfungsi sebagai senyawa
antara untuk pembuatan furfuril alkohol,
tetrahidrofuran, herbisida, dan aplikasi pada
pewangi (Ace 2003). Inti biji jagung juga
banyak dimanfaatkan sebagai penghasil
minyak jagung.
Tongkol jagung sebagian besar tersusun
oleh selulosa (41%), hemiselulosa (36%),
lignin (6%), dan senyawa lain yang umum
terdapat dalam tumbuhan (Tabel 1). Hal ini
mengindikasikan kandungan karbon yang
cukup tinggi. Arang yang berasal dari tongkol
jagung diaktivasi secara fisik dan kimia.
Aktivasi secara kimia dengan larutan asam
dan basa mengarah untuk perbesaran pori
arang aktif.
Arang Aktif
Arang aktif (AA) adalah arang yang telah
mengalami
proses
aktivasi
untuk
meningkatkan luas permukaannya dengan
jalan membuka pori-porinya sehingga daya
adsorpsinya meningkat. Luas permukaan AA
berkisar antara 300 dan 3500 m2/g. Daya jerap
AA sangat besar, yaitu ¼ sampai 10 kali
terhadap bobot arang aktif.
AA merupakan adsorben yang baik untuk
adsorpsi gas, cairan, maupun larutan.
Adsorpsi oleh AA bersifat fisik, artinya
adsorpsi terjadi jika gaya tarik van der Waals
oleh molekul-molekul di permukaan lebih
kuat daripada gaya tarik yang menjaga
adsorbat tetap berada dalam fluida. Adsorpsi
fisik bersifat dapat balik sehingga adsorbat
yang diadsorpsi AA dapat mengalami desorpsi
(Roy 1985). Sifat ini menguntungkan untuk
aplikasi industri karena AA dapat dipakai
berulang melalui proses regenerasi.
Pola difraksi sinar-X menunjukkan bahwa
AA berbentuk grafit, amorf, tersusun dari
atom-atom karbon berikatan secara kovalen
membentuk struktur heksagonal datar
(Gambar 1). Susunan kisi-kisi heksagonal
datar ini tampak seperti pelat-pelat datar yang
saling bertumpuk dengan sela-sela di
antaranya. Setiap kristal arang aktif biasanya
tersusun atas 3 atau 4 lapisan atom karbon
dengan sekitar 20−30 atom karbon heksagonal
pada tiap lapisan (Jankowska 1991)
Gambar 1 Struktur grafit AA
(Jankowska 1991).
AA dapat dibuat dari bahan yang
mengandung karbon. Tulang, kulit biji, kayu
keras dan lunak, kulit kayu, tongkol jagung,
serbuk gergaji, sekam padi, dan tempurung
kelapa ialah beberapa contoh yang umum
digunakan (Pari 1996). Pembuatan AA
mencakup dua tahapan utama, yaitu proses
karbonisasi bahan baku dan proses aktivasi
bahan terkarbonisasi tersebut pada suhu lebih
tinggi. Karbonisasi merupakan proses
penguraian selulosa organik menjadi unsur
karbon dengan disertai pengeluaran unsurunsur non-karbon, yang berlangsung pada
suhu sekitar 600-700 °C (Kienle 1986).
Proses aktivasi merupakan proses untuk
menghilangkan hidrokarbon yang melapisi
permukaan
arang
sehingga
dapat
meningkatkan porositas karbon (Cooney 1980
dan Guerrero et al. 1970). Aktivasi AA dapat
dilakukan dengan 2 cara, yaitu proses aktivasi
secara fisik dan proses aktivasi kimia. Prinsip
aktivasi fisik adalah pemberian uap air atau
gas CO2 kepada arang yang telah dipanaskan.
Sementara, prinsip aktivasi kimia ialah
perendaman arang dalam senyawa kimia
sebelum dipanaskan. Diharapkan bahan
pengaktif masuk di antara sela-sela lapisan
heksagonal AA dan selanjutnya membuka
permukaan yang tertutup. Bahan-bahan kimia
yang dapat digunakan antara lain H3PO4,
ZnCl2, NH4Cl, AlCl3, HNO3, KOH, NaOH,
H3BO3, KMnO4, SO2, H2SO4, K2S, CaCl2, dan
3
MgCl2 (Kienle 1986, Sudradjat & Soleh
1994).
Penggunaan AA sebagai adsorben
ditentukan oleh luas permukaan, dimensi, dan
distribusinya, yang bergantung pada bahan
baku, kondisi pengkarbonan, dan proses
pengaktifan yang digunakan. Sekarang ini,
AA telah digunakan secara luas dalam industri
pangan, misalnya untuk pemurnian gula dan
minyak, maupun non-pangan seperti kimia
dan farmasi, umumnya sebagai bahan
pengadsorpsi dan pemurni yang digunakan
dalam jumlah sedikit sebagai katalis
(Lampiran 1). AA juga telah banyak
digunakan pada sistem penjernihan air
(Sriwahyuni 2002).
Adsorpsi
Adsorpsi
merupakan
peristiwa
terakumulasinya partikel pada permukaan.
Partikel yang terakumulasi dan diserap oleh
permukaan disebut adsorbat dan material
tempat terjadinya adsorpsi disebut adsorben
atau substrat (Atkins 1999).
Proses adsorpsi terdiri atas dua tipe, yaitu
adsorpsi kimia dan fisika. Adsorpsi kimia
adalah tipe adsorpsi dengan cara suatu
molekul menempel ke permukaan melalui
pembentukan suatu ikatan kimia. Ciri-ciri
adsorpsi kimia adalah terjadi pada suhu yang
tinggi, jenis interaksinya kuat, berikatan
kovalen antara permukaan adsorben dengan
adsorbat, entalpinya tinggi (ΔH 400 kJ/mol),
adsorpsi terjadi hanya pada suatu lapisan atas
(monolayer), dan energi aktivasinya tinggi
(Hasanah 2006).
Adsorpsi fisika adalah tipe adsorpsi
dengan cara adsorbat menempel pada
permukaan melalui interaksi intermolekuler
yang lemah. Ciri-ciri dari adsorpsi fisika
adalah terjadi pada suhu yang rendah, jenis
interaksinya adalah interaksi intermolekuler
(gaya van der Waals), entalpinya rendah (ΔH
PEMBUATAN ARANG AKTIF SEBAGAI ADSORBEN
PEMURNIAN MINYAK GORENG BEKAS
ADE MURNI SURYANI
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2009
iii
PEMANFAATAN TONGKOL JAGUNG UNTUK
PEMBUATAN ARANG AKTIF SEBAGAI ADSORBEN
PEMURNIAN MINYAK GORENG BEKAS
ADE MURNI SURYANI
Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains pada
Departemen Kimia
DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2009
iv
Judul skripsi
Nama
NIM
: Pemanfaatan Tongkol Jagung untuk Pembuatan Arang Aktif
sebagai Adsorben Pemurnian Minyak Goreng Bekas
: Ade Murni Suryani
: G44204033
Menyetujui:
Pembimbing I,
Pembimbing II,
Betty Marita Soebrata, S.Si, M.Si.
NIP 131 694 523
Dr. Gustan Pari, M.Si, APU
NIP 710 005 078
Mengetahui:
Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam
Institut Pertanian Bogor
Dr. drh. Hasim, DEA
NIP 131 578 806
Tanggal Lulus:
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Di Indonesia, agroindustri merupakan
sektor
yang
sangat
penting
dalam
perindustrian nasional. Namun kegiatan
pascapanen dan pengolahan hasil pertanian,
termasuk pemanfaatan produk samping dan
sisa pengolahannya masih kurang. Sisa
pengolahan industri pertanian pada jagung
akan menghasilkan limbah berupa tongkol
jagung yang jumlahnya akan terus bertambah
seiring
dengan
peningkatan
kegiatan
pascapanen.
Produksi jagung di Indonesia setiap
tahunnya menunjukkan peningkatan. Menurut
Biro Pusat Statistik (BPS) Indonesia, angka
produksi jagung tahun 2004 mencapai 11,2
juta ton. Tahun 2005 meningkat menjadi 12,5
juta ton, tahun 2006 mencapai 12,13 juta ton.
Tahun 2007 produksinya mencapai 14 juta
ton. Disamping itu, tingkat konsumsi jagung
pada tahun 2006 sekitar 3,5 juta ton,
sedangkan tahun 2007 diperkirakan mencapai
4,1 juta ton (BPS 2007). Banyaknya buah
jagung yang dikonsumsi menyebabkan
bertambahnya limbah tongkol jagung yang
dapat menyebabkan pencemaran lingkungan.
Selama ini, masyarakat pedalaman cenderung
memanfaatkan limbah tongkol jagung sebagai
bahan bakar, dan terkesan terbuang percuma.
Oleh karena itu, perlu dilakukan penelitian
guna mengurangi volume limbah tongkol
jagung dan meningkatkan nilai tambahnya.
Salah satu upaya yang dilakukan untuk
memanfaatkan limbah pertanian tersebut ialah
diolah menjadi arang aktif yang selanjutnya
diaplikasikan sebagai adsorben. Kandungan
senyawa berkarbon, yaitu selulosa (41%) dan
hemiselulosa (36%) yang cukup tinggi
mengindikasikan bahwa tongkol jagung
berpotensi sebagai bahan pembuat arang aktif.
(Lorenz & Kulp 1991). Komposisi kandungan
tongkol jagung dapat dilihat pada Tabel 1.
Tabel 1 Komposisi tongkol jagung
Komponen
%
Air
9.6
Abu
1.5
Hemiselulosa
36.0
Selulosa
41.0
Lignin
6.0
Pektin
3.0
Pati
0.014
Sumber: Lorenz & Kulp (1991).
Arang aktif merupakan arang yang telah
diaktifkan oleh suatu zat sehingga memiliki
daya adsorpsi dengan daya serap mencapai 37 kali dari daya jerap arangnya. Arang aktif
mampu menyerap anion, kation, dan molekul
dalam bentuk senyawa organik dan anorganik
berupa larutan dan gas sehingga digunakan
sebagai adsorben polutan berkadar rendah
pada produk-produk industri (Pari 1996).
Menurut Jaguaribe (2005) kapasitas adsorpsi
yang baik jika arang aktif berbentuk serbuk
atau granul. Dewasa ini arang aktif banyak
dimanfaatkan oleh pihak industri dalam proses
pemurnian, seperti pemurnian gula, minyak
dan lemak, kimia, farmasi, dan penjernihan air
untuk mengadsorpsi bau, warna, gas, dan
logam yang tidak diinginkan.
Selain berfunsi sebagai media penghantar
panas, minyak goreng juga berfungsi sebagai
penambah rasa gurih makanan serta
memperbaiki cita rasa makanan dengan
membentuk warna kuning kecoklatan pada
saat penggorengan. Proses pemanasan tinggi
pada minyak akan menghasilkan asam lemak
trans. Selain itu juga akan menghasilkan
senyawa karbonil, dan peroksida yang dapat
menyebabkan keracunan kronis pada manusia.
Minyak goreng bekas yang terus menerus
digunakan umumnya mengandung senyawa
berbahaya tersebut.
Pemanfaatan minyak goreng bekas yang
sudah dimurnikan tentu akan sangat
membantu industri yang menggunakan
minyak goreng dalam proses produksinya.
Penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh
Ferry (2002) dan Rasjiddin (2006)
memperlihatkan bahwa serbuk gergajian kayu
campuran dan tempurung biji jambu mete
dapat dijadikan sebagai bahan baku
pembuatan arang aktif untuk adsorben
pemurnian minyak goreng bekas karena
kandungan karbonnya yang tinggi. Hasil
penelitian tersebut mengindikasikan bahwa
limbah pertanian seperti tongkol jagung
diduga dapat diolah lebih lanjut sebagai
adsorben (arang aktif) terhadap minyak
goreng bekas dan diharapkan mampu
meningkatkan nilai tambahnya.
Penelitian ini bertujuan memanfaatkan
limbah tongkol jagung sebagai bahan baku
pembuatan arang aktif untuk adsorben
pemurnian minyak goreng bekas. Di sini,
larutan asam dan basa akan digunakan untuk
mengaktivasi arang tongkol jagung dengan
harapan dapat meningkatkan kualitas arang
aktif dan kapasitas adsorpsi terhadap minyak
goreng bekas.
2
TINJAUAN PUSTAKA
Jagung
Jagung merupakan salah satu jenis
tanaman pangan biji-bijian dari keluarga
rumput-rumputan. Jagung
adalah sumber
pangan kedua setelah padi. Hampir 70% dari
produksinya dimanfaatkan untuk konsumsi
dan sisanya untuk berbagai keperluan, baik
sebagai pakan ternak maupun bahan industri
(Elly LR 1992). Selain sebagai sumber
karbohidrat, jagung juga ditanam sebagai
pakan ternak (daun dan tongkol), diambil
minyaknya (dari biji), dibuat tepung (dari biji,
dikenal dengan istilah tepung jagung atau
maizena), furfural, bioetanol, dan bahan baku
industri (dari tepung biji dan tepung
tongkolnya).
Tongkol jagung kaya akan pentosa yang
dipakai sebagai bahan baku pembuatan
furfural. Furfural banyak digunakan sebagai
pelarut dalam industri pengolahan minyak
bumi, pembuatan pelumas, dan pembuatan
nilon. Selain itu berfungsi sebagai senyawa
antara untuk pembuatan furfuril alkohol,
tetrahidrofuran, herbisida, dan aplikasi pada
pewangi (Ace 2003). Inti biji jagung juga
banyak dimanfaatkan sebagai penghasil
minyak jagung.
Tongkol jagung sebagian besar tersusun
oleh selulosa (41%), hemiselulosa (36%),
lignin (6%), dan senyawa lain yang umum
terdapat dalam tumbuhan (Tabel 1). Hal ini
mengindikasikan kandungan karbon yang
cukup tinggi. Arang yang berasal dari tongkol
jagung diaktivasi secara fisik dan kimia.
Aktivasi secara kimia dengan larutan asam
dan basa mengarah untuk perbesaran pori
arang aktif.
Arang Aktif
Arang aktif (AA) adalah arang yang telah
mengalami
proses
aktivasi
untuk
meningkatkan luas permukaannya dengan
jalan membuka pori-porinya sehingga daya
adsorpsinya meningkat. Luas permukaan AA
berkisar antara 300 dan 3500 m2/g. Daya jerap
AA sangat besar, yaitu ¼ sampai 10 kali
terhadap bobot arang aktif.
AA merupakan adsorben yang baik untuk
adsorpsi gas, cairan, maupun larutan.
Adsorpsi oleh AA bersifat fisik, artinya
adsorpsi terjadi jika gaya tarik van der Waals
oleh molekul-molekul di permukaan lebih
kuat daripada gaya tarik yang menjaga
adsorbat tetap berada dalam fluida. Adsorpsi
fisik bersifat dapat balik sehingga adsorbat
yang diadsorpsi AA dapat mengalami desorpsi
(Roy 1985). Sifat ini menguntungkan untuk
aplikasi industri karena AA dapat dipakai
berulang melalui proses regenerasi.
Pola difraksi sinar-X menunjukkan bahwa
AA berbentuk grafit, amorf, tersusun dari
atom-atom karbon berikatan secara kovalen
membentuk struktur heksagonal datar
(Gambar 1). Susunan kisi-kisi heksagonal
datar ini tampak seperti pelat-pelat datar yang
saling bertumpuk dengan sela-sela di
antaranya. Setiap kristal arang aktif biasanya
tersusun atas 3 atau 4 lapisan atom karbon
dengan sekitar 20−30 atom karbon heksagonal
pada tiap lapisan (Jankowska 1991)
Gambar 1 Struktur grafit AA
(Jankowska 1991).
AA dapat dibuat dari bahan yang
mengandung karbon. Tulang, kulit biji, kayu
keras dan lunak, kulit kayu, tongkol jagung,
serbuk gergaji, sekam padi, dan tempurung
kelapa ialah beberapa contoh yang umum
digunakan (Pari 1996). Pembuatan AA
mencakup dua tahapan utama, yaitu proses
karbonisasi bahan baku dan proses aktivasi
bahan terkarbonisasi tersebut pada suhu lebih
tinggi. Karbonisasi merupakan proses
penguraian selulosa organik menjadi unsur
karbon dengan disertai pengeluaran unsurunsur non-karbon, yang berlangsung pada
suhu sekitar 600-700 °C (Kienle 1986).
Proses aktivasi merupakan proses untuk
menghilangkan hidrokarbon yang melapisi
permukaan
arang
sehingga
dapat
meningkatkan porositas karbon (Cooney 1980
dan Guerrero et al. 1970). Aktivasi AA dapat
dilakukan dengan 2 cara, yaitu proses aktivasi
secara fisik dan proses aktivasi kimia. Prinsip
aktivasi fisik adalah pemberian uap air atau
gas CO2 kepada arang yang telah dipanaskan.
Sementara, prinsip aktivasi kimia ialah
perendaman arang dalam senyawa kimia
sebelum dipanaskan. Diharapkan bahan
pengaktif masuk di antara sela-sela lapisan
heksagonal AA dan selanjutnya membuka
permukaan yang tertutup. Bahan-bahan kimia
yang dapat digunakan antara lain H3PO4,
ZnCl2, NH4Cl, AlCl3, HNO3, KOH, NaOH,
H3BO3, KMnO4, SO2, H2SO4, K2S, CaCl2, dan
3
MgCl2 (Kienle 1986, Sudradjat & Soleh
1994).
Penggunaan AA sebagai adsorben
ditentukan oleh luas permukaan, dimensi, dan
distribusinya, yang bergantung pada bahan
baku, kondisi pengkarbonan, dan proses
pengaktifan yang digunakan. Sekarang ini,
AA telah digunakan secara luas dalam industri
pangan, misalnya untuk pemurnian gula dan
minyak, maupun non-pangan seperti kimia
dan farmasi, umumnya sebagai bahan
pengadsorpsi dan pemurni yang digunakan
dalam jumlah sedikit sebagai katalis
(Lampiran 1). AA juga telah banyak
digunakan pada sistem penjernihan air
(Sriwahyuni 2002).
Adsorpsi
Adsorpsi
merupakan
peristiwa
terakumulasinya partikel pada permukaan.
Partikel yang terakumulasi dan diserap oleh
permukaan disebut adsorbat dan material
tempat terjadinya adsorpsi disebut adsorben
atau substrat (Atkins 1999).
Proses adsorpsi terdiri atas dua tipe, yaitu
adsorpsi kimia dan fisika. Adsorpsi kimia
adalah tipe adsorpsi dengan cara suatu
molekul menempel ke permukaan melalui
pembentukan suatu ikatan kimia. Ciri-ciri
adsorpsi kimia adalah terjadi pada suhu yang
tinggi, jenis interaksinya kuat, berikatan
kovalen antara permukaan adsorben dengan
adsorbat, entalpinya tinggi (ΔH 400 kJ/mol),
adsorpsi terjadi hanya pada suatu lapisan atas
(monolayer), dan energi aktivasinya tinggi
(Hasanah 2006).
Adsorpsi fisika adalah tipe adsorpsi
dengan cara adsorbat menempel pada
permukaan melalui interaksi intermolekuler
yang lemah. Ciri-ciri dari adsorpsi fisika
adalah terjadi pada suhu yang rendah, jenis
interaksinya adalah interaksi intermolekuler
(gaya van der Waals), entalpinya rendah (ΔH