27 karbon heksagonal dalam struktur arang aktif tidak terorientasi sempurna terhadap
sumbunya Solovyov et al. 2002. Perbedaan ini berpengaruh pada besar kecilnya derajat kristalinitas, sehingga pelat-pelat tersebut bertumpuk satu sama lain secara tidak
beraturan membentuk kristalit Wigman 1986 dalam Pari 2004.
2.4.4 Daya Jerap Arang Aktif
Daya jerap arang aktif merupakan suatu akumulasi atau terkonsentrasinya komponen dipermukaanantarmuka dalam dua fasa. Bila ke dua fasa saling berinter-
aksi, maka akan terbentuk suatu fasa baru yang berbeda dengan masing-masing fasa sebelumnya. Hal ini disebabkan karena adanya gaya tarik menarik antar molekul, ion
atau atom dalam ke dua fasa tersebut. Gaya tarik menarik ini dikenal sebagai gaya Van der Walls. Pada kondisi tertentu, atom, ion atau molekul dalam daerah antarmuka
mengalami ketidakseimbangan gaya, sehingga mampu menarik molekul lain sampai keseimbangan gaya tercapai Manocha 2003.
Menurut Agustina 2004, ada beberapa faktor yang mempengaruhi daya jerap arang aktif, yaitu: 1 sifat arang aktif; 2 sifat komponen yang dijerapnya; 3 sifat
larutan; dan 4 sistem kontak. Daya jerap arang aktif terhadap komponen-komponen yang berada dalam larutan atau gas disebabkan oleh kondisi permukaan dan struktur
porinya Guo et al. 2007. Beberapa literatur lain melaporkan bahwa pada umumnya penjerapan oleh arang aktif tergolong penjerapan secara fisik. Hal ini disebabkan oleh
pori yang banyak dan permukaannya luas. Faktor lain yang mempengaruhi daya jerap arang, yaitu sifat polaritas dari permukaan arang. Sifat ini sangat bervariasi untuk setiap
jenis arang aktif, karena hal ini sangat bergantung pada bahan baku, cara pembuatan arang dan bahan pengaktif yang digunakannya Lee Radovic 2003.
2.4.5 Kegunaan Arang Aktif
Arang aktif umumnya dapat digunakan sebagai bahan penjerap, pembersih atau pemurni, dan juga sebahagian kecil sering digunakan sebagai katalisator Gheek et al.
2007; Zawadzki Wisniewski 2007. Menurut Sartamtomo et al. 1997, arang aktif dapat digunakan sebagai bahan pemucat penghilang zat warna, penyerap logam, gas
dan juga untuk pemurnian pada industri, seperti minyak, asam sitrat, gula, monosodium glutamat, dan lain-lain. Manocha 2003 menyatakan arang aktif digunakan untuk
pengembangan teknologi, misalnya sebagai adsorben, katalis, penyerap gas alam,
28 kontrol fasa gas dan cair di lingkungan, penjernihan air dan sumber energi. Beberapa
tujuan penggunaan arang aktif untuk berbagai keperluan ditunjukkan pada Tabel 3. Tabel 3 Penggunaan arang aktif secara umum
No. MaksudTujuan Pemakaian
Untuk Gas:
Pemurnian gas Desulfurisasi, menghilangkan gas beracun, bau busuk, asap
Pengolahan LNG Desulfurisasi dan penyaringan berbagai bahan mentah dan
reaksi gas Katalisator
Reaksi katalisator atau pengangkut vinil klorida dan asetat
1.
Lain-lain Menghilangkan bau dalam kamar pendingin dan mobil
Untuk Zat Cair:
Industri obat dan makanan
Menyaring dan menghilangkan warna, bau, rasa yang tidak enak pada makanan
Minuman ringan, minuman keras
Menghilangkan warna, bau pada arakminuman keras dan minuman ringan
Kimia perminyakan Penyulingan bahan mentah, zat perantara
Penjernih air Menyaringmenghilangkan bau, warna, zat pencemar dalam
air, sebagai penukaran resin dalam alat penyulingan air Pembersih air
buangan Mengatur dan membersihkan air buangan dan pencemar,
warna, bau, logam berat Penambakan udang
dan benur Pemurnian, menghilangkan bau dan warna
2.
Pelarut yang digunakan kembali
Penarikan kembali berbagai pelarut, sisa metanol, etil asetat, dan lain-lain
Lain-lain:
Pengolahan pulp Pemurnian dan menghilangkan bau
Pengolahan pupuk Pemurnian
Pengolahan emas Pemurnian
3.
Penyaringan minyak makan dan glukosa
Menghilangkan bau, warna, dan rasa tidak enak
Sumber: LIPI 1999 Produk arang aktif lebih 70 digunakan di sektor industri, seperti industri gula,
sirop, minyak, air minum, kimia dan farmasi. Di samping juga digunakan untuk keperluan kenderaan bermotor untuk menyerap bau sebagai pengganti pewangi yang
menggunakan bahan-bahan kimia. Penggunaan arang aktif sebagai adsorben fasa gas dalam suatu industri kimia berfungsi untuk mengikat kembali uap pelarut dengan jalan
mengalirkannya ke dalam suatu wadah yang berisi arang aktif. Uap pelarut yang sudah terikat dapat dilepas lagi dengan cara mengalirkan uap air pada tekanan tinggi.
29 Umumnya adsorpsi uap pelarut dilakukan pada suhu normal, dan jumlah uap air yang
dialirkan sebanyak 3 kali jumlah uap pelarut yang diserap Fuertes et al. 2003. Harris 1999 menyatakan arang aktif sangat penting dalam penjernihan air dan
udara. Beberapa publikasi lain melaporkan arang aktif sangat efektif sebagai adsorben dalam pengolahan air guna menghilangkan kontaminan, seperti ion-ion Co
2+
dan Sr
2+
; mikropolutan organik seperti trihalometana, trinitrotoluena, p-klorofenol, dan klorin
Marinovic et al. 2005, 4, fenol Srivastava et al. 2006; Daifullah Girgis 1998. Arang aktif merupakan adsorben yang cukup potensial dalam mengadsorpsi ion-ion
logam berat, misalnya ion Cu
2+
Sayan 2006, Pb
2+
Machida et al. 2005, dan Hg
2+
Maroto-Valer et al. 2005. Di samping itu, arang aktif dapat mengadsorpsi anion surfaktan, seperti alkil benzena sulfonat ABS, dan dodekil benzena sulfonat DBS
yang biasanya mencemari air Sibelzor 2004, dan kation dari campuran surfaktan resorsinolformaldehida Nishiyama et al. 2005.
Penggunaan arang aktif sebagai katalis pada berbagai macam reaksi kimia dapat dilakukan melalui pengembangannya dengan logam-logam, antara lain Pt, Pd, Ag, Au,
dan Co Yang et al. 2005; Yu et al. 2005. Salah satu reaksi hidrogenasi penting yang berlangsung dengan bantuan katalis arang aktif dan platina ialah reaksi hidrogenasi
orto-nitroklorobenzena seperti digambarkan pada Gambar 7.
Gambar 7 Reaksi hidrogensasi orto-nitroklorobenzena yang berlangsung dengan bantuan katalis arang aktif dan platina Cheng-Juri et al. 2005.
Hasil penelitian Poage et al. 2000 yang mencampurkan arang aktif ke dalam makanan tambahan domba, ternyata dapat mencegah domba tersebut dari keracunan
rumput liar yang pahit Hymenoxys odorata yang diketahui mengandung senyawa seskuiterpen lakton himenokon. Selanjutnya Villalba et al. 2002 melaporkan
30 campuran makronutrien dan arang aktif pada tumbuhan semak-semak Artemisia
tridentate Nutt merupakan makanan tambahan yang kaya energi dan dapat menangkal racun bagi domba dan kambing. Penambahan arang aktif dan antibiotik dapat menyerap
racun yang dikeluarkan E. coli dari anak sapi Bali et al. 2000. Di samping itu, arang aktif yang ditambah logam perak atau perak klorida mempunyai kemampuan sebagai
antibakteri terhadap E. coli atau S. aureus Shuixia et al. 2001. Penambahan arang aktif ke dalam kultur media mikrospora Brassica oleracea,
Brassica juncea, dan Brassica napus dapat meningkatkan produksi embrio Prem et al. 2004; Zhang et al. 2004. Arang aktif dapat mendeaktivasi kontaminan pestisida yang
terdapat di dalam tanah dengan dosis antara 100-400 kgha Miller McCarty 2002. Manfaat lain pada penambahan arang aktif ke dalam tanah adalah dapat meningkatkan
total organik karbon dan mengurangi biomassa mikroba, respirasi, dan agregasi serta pengaruh pembekuan cahaya pada tanah, karena arang aktif dapat menjerap dan
menyimpan panas Weil et al. 2003. Gerard Barthelemy 2003 melaporkan arang aktif telah digunakan di beberapa negara untuk menjerap residu pestisida pada proses
penjernihan air untuk mendapatkan air minum yang bebas pestisida. Hasil penelitian Gusmailina et al. 2001 dan Gusmailina Pari 2002,
menunjukkan bahwa arang dan arang aktif dapat digunakan untuk membangun kembali kesuburan lahan kritis yang miskin hara. Keuntungan pemberian arang, antara lain
memperbaiki sirkulasi air dan udara di dalam tanah, sehingga dapat merangsang pertumbuhan akar dan memberikan habitat untuk pertumbuhan semai tanaman. Lebih
lanjut, Gusmailina et al. 2000 mengatakan bahwa penambahan arang dan arang aktif bambu meningkatkan pertumbuhan tinggi anakan Eucalyptus urophylla lebih baik
dibandingkan kontrol, namun pertumbuhannya akan lebih baik lagi, bila pada waktu penanaman arang dicampur dengan kompos.
Pengaruh terbaik terhadap pertumbuhan anakan Pinus merkusii yaitu pada pemberian kompos dan arang kompos masing-masing 30 Komarayati et al. 2003.
Pemberian arang kompos serasah tusam dan arang kompos campuran dengan konsentrasi 40 dapat meningkatkan panjang akar dan berat total anakan mahoni
Komarayati 2004. Kandungan hara arang dan arang aktif dari beberapa bahan baku disajikan pada Tabel 4.
31 Tabel 4 Kandungan hara arang dan arang aktif beberapa bahan baku
Kandungan Unsur Hara ppm Arang Arang
Aktif Komponen
Tempurung Kemiri
Bambu Tempurung
Kemiri Bambu
Serbuk Gergaji
N 200 300 100 200 600 P 140 300 400 400 9800
K 960 1200 2100 2100 2800
Ca 6070 1600 500 500 1200
Mg 1370 1500 900 900 3100
Sumber: Gusmailina et al. 2000 Menurut Hernandez-Apaolaza et al. 2005, beberapa material sampah, seperti
campuran kulit kayu cemara, serabut kelapa, dan kompos dapat digunakan sebagai substrat untuk meningkatkan produksi tanaman hias. Penggunaan arang aktif juga
menunjukkan pengaruh sangat nyata terhadap pertumbuhan akar dan bobot biomassa tanaman pule landak, serta pengembangan stek tanaman Capsicum annuum Ciner
Tipirdamaz 2002, juga mencegah pembusukan akar pada tanaman melon Nischwitz et al. 2002. Di samping itu, arang dapat merangsang aktivitas dan merupakan tempat
berkembang biak mikroorganisme Komarayati Indrawati 2003.
2.5 Asap Cair