Sifat Arang Aktif Tempurung Kemiri Dan Pemanfaatannya Sebagai Penyerap Emisi Formaldehida Papan Serat Berkerapatan Sedang

(1)

SAPTADI DARMAWAN

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2008


(2)

ii

PENYATAAN MENGENAI TESIS DAN

SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Sifat Arang Aktif Tempurung Kemiri dan Pemanfaatannya sebagai Penyerap Emisi Formaldehida Papan Serat Berkerapatan Sedang adalah karya saya dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.

Bogor, Agustus 2008

Saptadi Darmawan

NIM E.051060401


(3)

ABSTRACT

SAPTADI DARMAWAN. Properties of Activated Candlenut Shell Charcoal as Adsorbent of Formaldehyde Emission from Medium Density Fiberboard. Under direction of KURNIA SOFYAN and GUSTAN PARI

Activated charcoal reveals its specific capability to adsorp molecules of a subtance in gaseous as well as liquid phases depending on its activation process and raw material. Based on potency, kemiri (Aleurites moluccana) shells seem to have favorable prospect for use in activated charcoal manufacture. In this experiment, candlenut shells were at first carbonized into charcoal, then activated using H3PO4 activating agent at three temperatures (600, 700 ang 800oC), each for three durations (90, 120 and 150 minutes). Afterward, the structures of candlenut shell, charcoal and activated charcoal were observed and analyzed using infrared spectrometer, scanning electron microscope (SEM), pyrolysis GCMS and X-ray difractometer. Further, properties of these three candlenut shell-based items were also analyzed. The activated charcoal that afforded optimum properties was utilized as adsorbent of formaldehyde emission from medium density fiberboard (MDF) that used urea formaldehyde adhesive (UF). In adsorbent experiment, activated charcoal was used in seven levels: 2, 4 and 6% to fiber, 2, 4 and 6% to UF and control. It turned out that carbonisation and activation brought about alteration of functional group pattern, pore opening, and chemical reduction. Carbonisation increased the crystallinity degree of the charcoal and after activation rendered it more amorphous. Optimum properties of activated charcoal were achieved at 800oC for 120 minutes with 829 mg/g of iod adsorption. That activated charcoal could reduce formaldehyde emission as much as 5.41-22.88%, while optimum properties of MDF were reached at 4% activated charcoal addition to UF. The properties of MDF could satisfy highest-grade Japanesse Industrial Standard (type 30)

Keywords: Activated charcoal, candlenut shell, medium density fiberboard, formaldehyde emission


(4)

iv

RINGKASAN

SAPTADI DARMAWAN. Sifat Arang Aktif Tempurung Kemiri dan Pemanfaatannya sebagai Penyerap Emisi Formaldehida Papan Serat Berkerapatan Sedang. Dibimbing oleh KURNIA SOFYAN sebagai ketua dan GUSTAN PARI sebagai anggota.

Salah satu produk panel yang berkembang dengan pesat adalah papan serat berkerapatan sedang (Medium Density Fiberboard/MDF). Produk ini sebagian besar digunakan untuk keperluan interior dengan menggunakan perekat urea formaldehida (UF). Perekat UF berpotensi menghasilkan emisi formaldehida yang berdampak pada kesehatan. Produk MDF komersial di Indonesia kandungnan emisinya masih cukup tinggi. Dilain pihak, masalah lingkungan sedang menjadi isu penting termasuk masalah kesehatan. Dengan demikian apabila tidak segera diantisipasi maka ada kemungkinan produk MDF berperekat UF dengan tingkat emisi tinggi akan sulit diterima pasar karena dianggap tidak ramah lingkungan.

Penggunaan arang aktif sebagai penyerap emisi formaldehida merupakan alternatif pilihan yang dapat ditempuh. Kemampuan arang aktif sebagai penyerap sangat dipengaruhi oleh pola struktur yang membentuknya sebagai akibat dari pengaruh suhu, lama aktivasi dan jenis bahan bakunya. Di Indonesia, tempurung kemiri sebagai bahan berlignoselulosa mempunyai prospek digunakan sebagai bahan baku pembuatan arang aktif mengingat potensinya yang cukup besar dibeberapa daerah dan pemanfaatannya belum dilakukan secara optimal.

Pada penelitian ini dilakukan pengkajian untuk mengetahui pola struktur tempurung kemiri, arang dan arang aktifnya. Berdasarkan hasil kajian maka dapat diperoleh kondisi aktivasi arang aktif yang optimum dan kemudian diaplikasikan untuk mengurangi emisi formaldehida pada MDF.

Tempurung kemiri asal Mataram NTB, dikarbonisasi terlebih dahulu pada suhu 500 oC selama 5 jam. Arang yang dihasilkan kemudian direndam selama 24 jam menggunakan asam phosfat teknis sebanyak 10% (b/v), lalu diaktivasi pada suhu 600, 700 dan 800 oC masing-masing selama 90, 120 dan 150menit dengan laju aliran uap air 0,5 kg/jam. Analisa pola struktur dilakukan terhadap tempurung kemiri, arang dan arang aktif menggunakan spektrofotometer inframerah, difraksi sinar-X, mikroskop elektron dan pyrolysis GCMS. Arang aktif dengan sifat yang optimal kemudian diaplikasikan pada pembuatan MDF proses kering sebagai penyerap emisi formaldehida dengan menambahkannya pada perekat dan serat masing-masing sebesar 2, 4 dan 6%.

Hasil analisa struktur mengindikasikan terjadinya perubahan pola pada tempurung, arang dan arang aktif yaitu dilihat dari perubahan gugus fungsi, derajat kristalinitas, struktur kristal aromatik, senyawa kimia dan penampakkan permukaannya. Karbonisasi tempurung kemiri mengakibatkan perubahan pada sifat kimia permukaan arang yaitu dengan berkurangnya intensitas serapan gugus OH dan hilangnya gugus karbonil (C=O) serta mulai terbentuknya senyawa aromatik yang ditunjukkan dengan meningkatnya derajat kristalin dari 24,08% (tempurung kemiri) menjadi 25,35%. Sifat arang tempurung kemiri telah


(5)

memenuhi Standar Indonesia, namun kemampuan daya serapnya masih rendah karena sebagian struktur porinya masih tertutup.

Selanjutnya proses aktivasi arang menjadi arang aktif menyebabkan intensitas serapan pada gugus OH terus menurun dan semakin banyak terbentuk senyawa aromatik serta munculnya serapan baru dibilangan gelombang 2.500–2.400 cm-1 yang mengindikasikan adanya ikatan -P-OH yang berasal dari bahan pengaktif H3PO4. Adanya ikatan OH dan C-O menjadikan arang aktif tempurung bersifat polar dan sifat kepolaran ini di didukung dari tingginya daya serap terhadap uap formaldehida. Dengan aktivasi, terjadi pergeseran struktur kristalit aromatik menjadi lebih amorf dan porous yang diindikasikan dengan semakin terbukanya pori arang aktif hasil analisa mikroskop elektron dan meningkatnya daya serap terhadap iod (829,51 mg/g). Berdasarkan tingginya daya serap terhadap iod (telah memenuhi Standar Indonesia) dan sifat permukaannya yang polar maka arang aktif tempurung kemiri memiliki potensi untuk dijadikan sebagai catching agent emisi formaldehida pada MDF.

Pada penelitian ini sifat arang aktif yang optimum diperoleh dari hasil aktivasi pada suhu 800oC dengan lama aktivasi 120 menit. Arang aktif tersebut kemudian digunakan sebagai penyerap emisi formaldehida MDF. Aplikasi arang aktif didalam pembuatan MDF ternyata mampu menurunkan emisi formaldehida sebesar 2,75-33,16%. Penggunaan arang aktif sebesar 4% dan 6% pada formulasi perekat mampu menurunkan emisi sebesar 17,28% dan 22,88%. Selanjutnya dengan mempertimbangkan sifat fisik-mekanis MDF maka kondisi optimum dicapai pada penggunaan arang aktif sebesar 4% terhadap perekat. Sifat fisik dan mekanik MDF yang dihasilkan lebih baik dari kontrol dan telah memenuhi Standar Jepang pada grade tertinggi.


(6)

vi

©

Hak Cipta Milik IPB, tahun 2008

Hak Cipta Dilindungi oleh Undang-undang

1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber

a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah

b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB


(7)

SIFAT ARANG AKTIF TEMPURUNG KEMIRI

DAN PEMANFAATANNYA SEBAGAI PENYERAP EMISI

FORMALDEHIDA PAPAN SERAT BERKERAPATAN SEDANG

SAPTADI DARMAWAN

Tesis

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada

Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2008


(8)

viii

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis :

Prof. Dr. Ir. Zahrial Coto, MSc.


(9)

Judul Tesis : Sifat Arang Aktif Tempurung Kemiri dan Pemanfaatannya sebagai Penyerap Emisi Formaldehida

Papan Serat Berkerapatan Sedang

Nama : Saptadi Darmawan

NIM : E.051060401

Disetujui Komisi Pembimbing

Prof. Dr. Ir. Kurnia Sofyan, MS Dr. Gustan Pari, MSi. APU

Ketua Anggota

Diketahui

Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana Ilmu Pengetahuan Kehutanan

Prof. Dr. Ir. Imam Wahyudi, MS. Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MS


(10)

x

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah berjudul Sifat Arang Aktif Tempurung Kemiri dan Pemanfaatannya sebagai Penyerap Emisi Formaldehida Papan Serat Berkerapatan Sedang yang merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan, Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.

Selama masa persiapan dan pelaksanaan penelitian hingga selesainya karya ini penulis banyak memperoleh bantuan dan sumbangan pemikiran dari berbagai pihak. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih dengan setulus hati dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada:

- Prof. Dr. Ir. Kurnia Sofyan selaku Ketua Komisi Pembimbing - Dr. Gustan Pari, MSi. APU selaku Anggota Komisi Pembimbing - Prof. Dr. Ir. Zahriah Cotto, MSc. selaku Penguji Ujian Tesis

- Departemen Kehutanan RI yang telah memberikan Beasiswa Tugas Belajar - Kepala Pusat Penelitian Hasil Hutan dan Ketua Kelompok Peneliti Pengolahan

Kimia dan Energi Hasil Hutan yang telah memberikan ijin dan penggunaan fasilitas laboratorium

- Seluruh Laboran di Lab. Pengolahan Kimia dan Energi Hasil Hutan, Lab. Teknologi Serat dan Lab. Produk Majemuk

- Teman-teman Program Studi IPK Angkatan 2006 atas segala bantuan dan kebersamaannya

- Kepada orang tua, istri tercinta (Sitti Hanifah) dan buah hati tersayang

(Syifa Kamila A.D., Ilham Fadhilah S.D., dan Akmal Khaidar M.D.) atas doa, dukungan dan kasih sayangnya

- Para kerabat yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas dorongan moril dan materil yang diberikan

Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi semua pihak.

Bogor, Agustus 2008

Saptadi Darmawan


(11)

SAPTADI DARMAWAN

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2008


(12)

ii

PENYATAAN MENGENAI TESIS DAN

SUMBER INFORMASI

Dengan ini saya menyatakan bahwa tesis Sifat Arang Aktif Tempurung Kemiri dan Pemanfaatannya sebagai Penyerap Emisi Formaldehida Papan Serat Berkerapatan Sedang adalah karya saya dan belum diajukan dalam bentuk apapun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir tesis ini.

Bogor, Agustus 2008

Saptadi Darmawan

NIM E.051060401


(13)

ABSTRACT

SAPTADI DARMAWAN. Properties of Activated Candlenut Shell Charcoal as Adsorbent of Formaldehyde Emission from Medium Density Fiberboard. Under direction of KURNIA SOFYAN and GUSTAN PARI

Activated charcoal reveals its specific capability to adsorp molecules of a subtance in gaseous as well as liquid phases depending on its activation process and raw material. Based on potency, kemiri (Aleurites moluccana) shells seem to have favorable prospect for use in activated charcoal manufacture. In this experiment, candlenut shells were at first carbonized into charcoal, then activated using H3PO4 activating agent at three temperatures (600, 700 ang 800oC), each for three durations (90, 120 and 150 minutes). Afterward, the structures of candlenut shell, charcoal and activated charcoal were observed and analyzed using infrared spectrometer, scanning electron microscope (SEM), pyrolysis GCMS and X-ray difractometer. Further, properties of these three candlenut shell-based items were also analyzed. The activated charcoal that afforded optimum properties was utilized as adsorbent of formaldehyde emission from medium density fiberboard (MDF) that used urea formaldehyde adhesive (UF). In adsorbent experiment, activated charcoal was used in seven levels: 2, 4 and 6% to fiber, 2, 4 and 6% to UF and control. It turned out that carbonisation and activation brought about alteration of functional group pattern, pore opening, and chemical reduction. Carbonisation increased the crystallinity degree of the charcoal and after activation rendered it more amorphous. Optimum properties of activated charcoal were achieved at 800oC for 120 minutes with 829 mg/g of iod adsorption. That activated charcoal could reduce formaldehyde emission as much as 5.41-22.88%, while optimum properties of MDF were reached at 4% activated charcoal addition to UF. The properties of MDF could satisfy highest-grade Japanesse Industrial Standard (type 30)

Keywords: Activated charcoal, candlenut shell, medium density fiberboard, formaldehyde emission


(14)

iv

RINGKASAN

SAPTADI DARMAWAN. Sifat Arang Aktif Tempurung Kemiri dan Pemanfaatannya sebagai Penyerap Emisi Formaldehida Papan Serat Berkerapatan Sedang. Dibimbing oleh KURNIA SOFYAN sebagai ketua dan GUSTAN PARI sebagai anggota.

Salah satu produk panel yang berkembang dengan pesat adalah papan serat berkerapatan sedang (Medium Density Fiberboard/MDF). Produk ini sebagian besar digunakan untuk keperluan interior dengan menggunakan perekat urea formaldehida (UF). Perekat UF berpotensi menghasilkan emisi formaldehida yang berdampak pada kesehatan. Produk MDF komersial di Indonesia kandungnan emisinya masih cukup tinggi. Dilain pihak, masalah lingkungan sedang menjadi isu penting termasuk masalah kesehatan. Dengan demikian apabila tidak segera diantisipasi maka ada kemungkinan produk MDF berperekat UF dengan tingkat emisi tinggi akan sulit diterima pasar karena dianggap tidak ramah lingkungan.

Penggunaan arang aktif sebagai penyerap emisi formaldehida merupakan alternatif pilihan yang dapat ditempuh. Kemampuan arang aktif sebagai penyerap sangat dipengaruhi oleh pola struktur yang membentuknya sebagai akibat dari pengaruh suhu, lama aktivasi dan jenis bahan bakunya. Di Indonesia, tempurung kemiri sebagai bahan berlignoselulosa mempunyai prospek digunakan sebagai bahan baku pembuatan arang aktif mengingat potensinya yang cukup besar dibeberapa daerah dan pemanfaatannya belum dilakukan secara optimal.

Pada penelitian ini dilakukan pengkajian untuk mengetahui pola struktur tempurung kemiri, arang dan arang aktifnya. Berdasarkan hasil kajian maka dapat diperoleh kondisi aktivasi arang aktif yang optimum dan kemudian diaplikasikan untuk mengurangi emisi formaldehida pada MDF.

Tempurung kemiri asal Mataram NTB, dikarbonisasi terlebih dahulu pada suhu 500 oC selama 5 jam. Arang yang dihasilkan kemudian direndam selama 24 jam menggunakan asam phosfat teknis sebanyak 10% (b/v), lalu diaktivasi pada suhu 600, 700 dan 800 oC masing-masing selama 90, 120 dan 150menit dengan laju aliran uap air 0,5 kg/jam. Analisa pola struktur dilakukan terhadap tempurung kemiri, arang dan arang aktif menggunakan spektrofotometer inframerah, difraksi sinar-X, mikroskop elektron dan pyrolysis GCMS. Arang aktif dengan sifat yang optimal kemudian diaplikasikan pada pembuatan MDF proses kering sebagai penyerap emisi formaldehida dengan menambahkannya pada perekat dan serat masing-masing sebesar 2, 4 dan 6%.

Hasil analisa struktur mengindikasikan terjadinya perubahan pola pada tempurung, arang dan arang aktif yaitu dilihat dari perubahan gugus fungsi, derajat kristalinitas, struktur kristal aromatik, senyawa kimia dan penampakkan permukaannya. Karbonisasi tempurung kemiri mengakibatkan perubahan pada sifat kimia permukaan arang yaitu dengan berkurangnya intensitas serapan gugus OH dan hilangnya gugus karbonil (C=O) serta mulai terbentuknya senyawa aromatik yang ditunjukkan dengan meningkatnya derajat kristalin dari 24,08% (tempurung kemiri) menjadi 25,35%. Sifat arang tempurung kemiri telah


(15)

memenuhi Standar Indonesia, namun kemampuan daya serapnya masih rendah karena sebagian struktur porinya masih tertutup.

Selanjutnya proses aktivasi arang menjadi arang aktif menyebabkan intensitas serapan pada gugus OH terus menurun dan semakin banyak terbentuk senyawa aromatik serta munculnya serapan baru dibilangan gelombang 2.500–2.400 cm-1 yang mengindikasikan adanya ikatan -P-OH yang berasal dari bahan pengaktif H3PO4. Adanya ikatan OH dan C-O menjadikan arang aktif tempurung bersifat polar dan sifat kepolaran ini di didukung dari tingginya daya serap terhadap uap formaldehida. Dengan aktivasi, terjadi pergeseran struktur kristalit aromatik menjadi lebih amorf dan porous yang diindikasikan dengan semakin terbukanya pori arang aktif hasil analisa mikroskop elektron dan meningkatnya daya serap terhadap iod (829,51 mg/g). Berdasarkan tingginya daya serap terhadap iod (telah memenuhi Standar Indonesia) dan sifat permukaannya yang polar maka arang aktif tempurung kemiri memiliki potensi untuk dijadikan sebagai catching agent emisi formaldehida pada MDF.

Pada penelitian ini sifat arang aktif yang optimum diperoleh dari hasil aktivasi pada suhu 800oC dengan lama aktivasi 120 menit. Arang aktif tersebut kemudian digunakan sebagai penyerap emisi formaldehida MDF. Aplikasi arang aktif didalam pembuatan MDF ternyata mampu menurunkan emisi formaldehida sebesar 2,75-33,16%. Penggunaan arang aktif sebesar 4% dan 6% pada formulasi perekat mampu menurunkan emisi sebesar 17,28% dan 22,88%. Selanjutnya dengan mempertimbangkan sifat fisik-mekanis MDF maka kondisi optimum dicapai pada penggunaan arang aktif sebesar 4% terhadap perekat. Sifat fisik dan mekanik MDF yang dihasilkan lebih baik dari kontrol dan telah memenuhi Standar Jepang pada grade tertinggi.


(16)

vi

©

Hak Cipta Milik IPB, tahun 2008

Hak Cipta Dilindungi oleh Undang-undang

1. Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan atau menyebutkan sumber

a. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan, penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik atau tinjauan suatu masalah

b. Pengutipan tidak merugikan kepentingan yang wajar IPB 2. Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis dalam bentuk apapun tanpa izin IPB


(17)

SIFAT ARANG AKTIF TEMPURUNG KEMIRI

DAN PEMANFAATANNYA SEBAGAI PENYERAP EMISI

FORMALDEHIDA PAPAN SERAT BERKERAPATAN SEDANG

SAPTADI DARMAWAN

Tesis

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada

Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan

SEKOLAH PASCASARJANA

INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR

2008


(18)

viii

Penguji Luar Komisi pada Ujian Tesis :

Prof. Dr. Ir. Zahrial Coto, MSc.


(19)

Judul Tesis : Sifat Arang Aktif Tempurung Kemiri dan Pemanfaatannya sebagai Penyerap Emisi Formaldehida

Papan Serat Berkerapatan Sedang

Nama : Saptadi Darmawan

NIM : E.051060401

Disetujui Komisi Pembimbing

Prof. Dr. Ir. Kurnia Sofyan, MS Dr. Gustan Pari, MSi. APU

Ketua Anggota

Diketahui

Ketua Program Studi Dekan Sekolah Pascasarjana Ilmu Pengetahuan Kehutanan

Prof. Dr. Ir. Imam Wahyudi, MS. Prof. Dr. Ir. Khairil A. Notodiputro, MS


(20)

x

PRAKATA

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan karya ilmiah berjudul Sifat Arang Aktif Tempurung Kemiri dan Pemanfaatannya sebagai Penyerap Emisi Formaldehida Papan Serat Berkerapatan Sedang yang merupakan salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan, Sekolah Pascasarjana Institut Pertanian Bogor.

Selama masa persiapan dan pelaksanaan penelitian hingga selesainya karya ini penulis banyak memperoleh bantuan dan sumbangan pemikiran dari berbagai pihak. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih dengan setulus hati dan penghargaan yang setinggi-tingginya kepada:

- Prof. Dr. Ir. Kurnia Sofyan selaku Ketua Komisi Pembimbing - Dr. Gustan Pari, MSi. APU selaku Anggota Komisi Pembimbing - Prof. Dr. Ir. Zahriah Cotto, MSc. selaku Penguji Ujian Tesis

- Departemen Kehutanan RI yang telah memberikan Beasiswa Tugas Belajar - Kepala Pusat Penelitian Hasil Hutan dan Ketua Kelompok Peneliti Pengolahan

Kimia dan Energi Hasil Hutan yang telah memberikan ijin dan penggunaan fasilitas laboratorium

- Seluruh Laboran di Lab. Pengolahan Kimia dan Energi Hasil Hutan, Lab. Teknologi Serat dan Lab. Produk Majemuk

- Teman-teman Program Studi IPK Angkatan 2006 atas segala bantuan dan kebersamaannya

- Kepada orang tua, istri tercinta (Sitti Hanifah) dan buah hati tersayang

(Syifa Kamila A.D., Ilham Fadhilah S.D., dan Akmal Khaidar M.D.) atas doa, dukungan dan kasih sayangnya

- Para kerabat yang tidak dapat disebutkan satu persatu atas dorongan moril dan materil yang diberikan

Semoga karya ilmiah ini bermanfaat bagi semua pihak.

Bogor, Agustus 2008

Saptadi Darmawan


(21)

RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Pontianak pada tanggal 27 September 1969 dari ayah Sukarya (alm) dan ibu Dewi Sodja (alm). Penulis merupakan anak ketiga dari tiga bersaudara.

Tahun 1989 penulis lulus dari SMA Negeri 20 Bandung dan pada tahun yang sama lulus seleksi masuk IPB melalui jalur Undangan Seleksi Masuk IPB (USMI). Penulis memilih Program Studi Pengolahan Hasil Hutan, Jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan.

Penulis bekerja sebagai Peneliti Muda pada Badan Litbang Kehutanan Departemen Kehutanan sejak tahun 1998 dan pada tahun 2006 ditempatkan di Balai Penelitian Kehutanan Mataram, NTB. Bidang penelitian yang ditekuni penulis adalah Teknologi Hasil Hutan, khususnya Teknologi Serat.


(22)

xii

DAFTAR ISI

Halaman DAFTAR TABEL ... xiv DAFTAR GAMBAR ... xv DAFTAR LAMPIRAN ... xvii

I. PENDAHULUAN ... 1 1.1. Latar Belakang ... 1 1.2. Perumusan Masalah ... 2 1.3. Tujuan Penelitian ... 3 1.4. Hipotesis ... 3 1.5. Manfaat Penelitian ... 3 1.6. Ruang Lingkup ... 3 II. TINJAUAN PUSTAKA ... 4

2.1. Medium Density Fiberboard... 4 2.2. Perekat ... 4 2.3. Emisi Formaldehida ... 6 2.3.1. Sifat Formaldehida ... 6 2.3.2. Dampak Emisi Formaldehida ... 6 2.3.3. Emisi Formaldehida pada Panel Kayu ... 7 2.4. Arang Aktif ... ... 9 2.4.1. Bahan Baku ... 9 2.4.2. Aktivasi ... 10 2.4.3. Penyerapan Emisi Formaldehida ... 12 III. BAHAN DAN METODE ... 13 3.1. Waktu dan Tempat ... 13 3.2. Bahan dan Alat ... 13 3.3. Metode Penelitian ... 14 3.3.1. Analisa Bahan Baku Tempurung Kemiri ... 14 3.3.2. Pembuatan dan Karakterisasi Struktur Arang ... 14 3.3.3. Pembuatan dan Karakterisasi Struktur Arang Aktif ... 14 3.3.4. Pembuatan MDF dengan Aplikasi Arang Aktif ... 15 3.3.5. Diagram Alir Penelitian ... 16 3.4. Standar dan Prosedur Pengujian ... 17

3.4.1. Standar dan Prosedur Pengujian Arang dan Arang Aktif... 17 3.4.2. Standar dan Prosedur Pengujian MDF ... 19 3.4.3. Penentuan Derajat Kristalinitas dan Turunannya ... 22 3.4.4. Standar dan Prosedur Pengujian Emisi Formaldehida ….... 23 3.4.5. Pengujian Perekat Urea Formaldehida ……….… 23


(23)

3.5. Rancangan Percobaan dan Analisa Data ... 23 3.5.1. Sifat Tempurung dan Arang Tempurung ... 23 3.5.2. Sifat Dasar dan Daya Serap Arang Aktif ... 23 3.5.3. Karakteristik Struktur Tempurung Kemiri, Arang dan

Arang Aktif ... 24 3.5.4. Sifat Fisik dan Mekanis Papan Serat ... 24 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 25 4.1. Struktur Tempurung Kemiri, Arang dan Arang Aktif ... 25 4.1.1. Gugus Fungsi ... 25 4.1.2. Pola Struktur Kristalit Tempurung Kemiri, Arang dan

Arang Aktif... 27 4.1.3. Penampakan Permukaan Tempurung Kemiri, Arang dan

Arang Aktif ... 30 4.1.4. Rangkuman Pembahasan Struktur Tempurung Kemiri,

Arang dan Arang Aktif ... 33 4.2. Mutu Arang Aktif Tempurung Kemiri ... 35 4.2.1. Sifat Arang Aktif ... 35 4.2.2. Daya Serap Benzena dan Karbon Tetraklorida... 37 4.2.3. Daya Serap Kloroform dan Formaldehida ... 38 4.2.4. Daya Serap Iod ... 39 4.3. Mutu Arang Tempurung Kemiri ... 40 4.4. Aplikasi Arang Aktif dalam Pembuatan MDF ... 41 4.4.1. Sifat Perekat (kekentalan, waktu tergelatinasi dan pH) ... 41 4.4.2. Sifat Fisik MDF ... 42 4.4.3. Sfat Mekanis MDF ... 46 4.4.4. Emisi Formaldehida MDF ... 50 V. KESIMPULAN ... 52

DAFTAR PUSTAKA ... 53

LAMPIRAN ... 57


(24)

xiv

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 1. Perbandingan jenis perekat lain terhadap perekat UF untuk

mendapatkan produk panel dengan emisi rendah ... 6 Tabel 2. Sifat formaldehida ... 6 Tabel 3. Pengaruh jangka pendek formaldehida terhadap kesehatan ... 7 Tabel 4. Bilangan gelombang tempurung kemiri, arang dan arang aktif ... 25 Tabel 5. Struktur kristalit dan lapisan aromatik pada tempurung kemiri

arang dan arang aktif ... 29 Tabel 6. Diameter pori pada permukaan tempurung kemiri,

arang dan arang aktif ... 33 Tabel 7. Sifat arang dan arang aktif tempurung kemiri pada berbagai

suhu dan lama aktivasi ... 36 Tabel 8. Daya serap arang dan arang aktif tempurung kemiri pada

berbagai suhu dan lama aktivasi ... 38 Tabel 9. Sifat perekat urea formaldehida dengan penambahan arang aktif.. 41 Tabel 10. Sifat MDF dengan penambahan arang aktif

pada (P) perekat dan (S) serat ... 44 Tabel 11. Emisi formaldehida MDF pada berbagai persentase


(25)

DAFTAR GAMBAR

Halaman Gambar 1. Monomer dasar perekat formaldehida ... 5 Gambar 2. Jenis perekat formaldehida ... 5 Gambar 3. Kandungan emisi formaldehida pada produk panel ... 8 Gambar 4. Perubahan struktur arang aktif dari (a) kristalin

menjadi (b) amorf ... 12 Gambar 5. Permukaan arang aktif bersifat (a) hidrofobik dan (b)

hidrofilik ... 12 Gambar 6. Diagram alir penelitian ... 16

Gambar 7. Pola pemotongan contoh uji MDF ... 19 Gambar 8. Ilustrasi pengujian keteguhan patah dan lentur ... 21 Gambar 9. Skema jarak antara lapisan (d), tinggi lapisan (Lc), jumlah

lapisan (N) dan lebar lapisan (La) aromatik dan unit

terkecil penyusun struktur kristalit arang dan arang Aktif ... 22 Gambar 10. Pola serapan FTIR pada tempurung kemiri, arang dan

arang aktif ... 26 Gambar 11. Difraksi sinar-x tempurung kemiri, arang dan arang aktif ... 28 Gambar 12. Permukaan tempurung kemiri, arang dan arang aktif

pada penampang atas (perbesaran 2.000 x) dan samping

(perbesaran 1.500 x) ... 32 Gambar 13. Penampilan MDF dengan penambahan arang aktif pada

(P) perekat dan (S) serat ... 43 Gambar 14. Kerapatan (g/cm3) dan kadar air (%) MDF dengan

penambahan arang aktif pada (P) perekat dan (S) serat ... 45 Gambar 15. Pengembangan tebal (%) dan daya serap air MDF dengan

penambahan arang aktif pada (P) perekat dan (S) serat ... 45 Gambar 16. Keteguhan patah (MOR) dan lentur (MOE) MDF dengan


(26)

xvi Gambar 17. Penampakan MDF dengan penambahan arang aktif pada

serat (S) dan perekat (P) ... 49 Gambar 18. Keteguhan rekat (kg/cm2) MDF dengan penambahan arang


(27)

DAFTAR LAMPIRAN

Halaman Lampiran 1. Sidik ragam sifat arang aktif ... 58 Lampiran 2. Uji BNJ sifat arang aktif ... 59 Lampiran 3. Sidik ragam sifat fisis-mekanis MDF ... 60 Lampiran 4. Uji BNJ sifat fisis-mekanis MDF ... 60 Lampiran 5. Komponen kimia tempurung kemiri, arang dan


(28)

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Keterbatasan sumberdaya hutan menyebabkan produk kayu utuh mulai berkurang dan beralih ke panel kayu. Salah satu produk panel yang utama dan berkembang dengan pesat adalah papan serat berkerapatan sedang (Medium Density Fiberboard/MDF). Produksi MDF pada tahun 2010 diperkirakan mencapai 34 juta m3 (Buongiorno et.al., 2006).

Produk MDF pada umumnya banyak digunakan untuk keperluan interior dan sebagian besar menggunakan perekat urea formaldehida (UF) pada perbandingan resin:kayu yang cukup tinggi. Perekat UF terbuat dari bahan dasar formaldehida yang mudah terhidrolisis sehingga berpotensi menghasilkan emisi formaldehida. Dilain pihak, saat ini masalah lingkungan sedang menjadi isu penting termasuk kesehatan. Menurut penelitian, kandungan emisi formaldehida sebesar 0,1 ppm saja sudah dapat menyebabkan gangguan kesehatan dan pada konsentrasi tinggi dapat merusak fungsi paru-paru dan menyebabkan kanker (Liteplo et.al., 2002; Hawks dan Hansen, 2002; Rong, 2002; Dynea, 2005; dan CPSC, 2007). Dengan demikian apabila tidak segera diantisipasi maka ada kemungkinan produk panel kayu berperekat UF termasuk MDF dengan tingkat emisi tinggi akan sulit diterima pasar karena dianggap tidak ramah lingkungan.

Upaya menurunkan emisi formaldehida terus dilakukan hal ini dapat dilihat dari semakin berkurangnya kandungan emisi formaldehida pada produk panel kayu. Sebelum tahun 1965 kandungan emisi formaldehida dapat mencapai 100 mg/100g dan selanjutnya mengalami penurunan hingga dibawah 5 mg/100g pada tahun 2002. Penggunaan perekat dari jenis phenoplastik, melamin dan isosianat merupakan salah satu cara dalam menurunkan emisi formaldehida. Namun demikian jenis perekat tersebut harganya lebih tinggi dari UF dan dapat menurunkan kapasitas produksi (Santoso dan Sutigno, 1998; Wang, et.al., 2004; Dynea, 2005), sehingga perlu dicari upaya lain dalam menurunkan emisi formaldehida pada produk panel yang menggunakan perekat berbahan formaldehida.


(29)

Alternatif pilihan yang dapat ditempuh adalah dengan menggunakan arang atau arang aktif yang berperan sebagai penyerap emisi formaldehida (Pari, et.al., 2006b; Park et.al., 2006). Kemampuan daya serap arang aktif terhadap molekul dalam fase gas dan cairan tergantung dari ukuran dan penyebaran pori, serta luas dan sifat kimia permukaan arang aktifnya (Benaddi, 2000). Kualitas arang aktif sendiri akan dipengaruhi oleh jenis bahan baku dan proses pembuatannya. Di Indonesia, tempurung kemiri sebagai bahan berlignoselulosa dengan kandungan holoselulosa dan lignin sebesar 61,28% dan 38,95% mempunyai prospek untuk dijadikan sebagai bahan baku pembuatan arang aktif. Penggunaan tempurung biji-bijian sebagai bahan baku arang aktif pada umumnya didasarkan pada potensinya yang tersedia, harga rendah dan bertujuan untuk memperoleh nilai tambah, mengingat bahan baku ini belum banyak dimanfaatkan secara optimal (Bonelli et.al., 2001; Bansode et.al., 2003; Daud dan Ali, 2004).

1.2. Perumusan Masalah

Potensi tempurung kemiri dibeberapa daerah jumlahnya cukup banyak dan belum dimanfaatkan secara optimal. Upaya yang dapat dilakukan untuk memanfaatkannya adalah dengan menjadikanya sebagai bahan baku pembuatan arang aktif. Penggunaan asam phosfat (H3PO4) sebagai bahan pengaktif pada proses aktivasi dilakukan karena asam phosfat memiliki keunggulan dibanding bahan pengaktif lainnya (Hayashi et.al., 2002 dan Garcia et.al., 2002). Kemampuan arang aktif sebagai penyerap (adsorben) akan dipengaruhi oleh pola struktur yang membentuknya sebagai akibat dari perubahan suhu dan lama aktivasi. Pemanfaatan arang aktif pada penelitian ini digunakan untuk mengurangi emisi formaldehida pada MDF.

Di Indonesia produk MDF komersial yang menggunakan perekat UF masih mengandung emisi formaldehida cukup tinggi yaitu sekitar 2,7-4,9 ppm. Emisi tersebut dapat menimbulkan gangguan kesehatan. Di negara maju seperti Eropa dan Jepang, pemerintahnya telah mensyaratkan dengan ketat kandungan emisi pada produk panel kayu sampai tingkat emisi 0,3 ppm. Sehingga apabila kebijakan ini benar-benar diterapkan baik di negara maju maupun berkembang maka emisi pada produk MDF komersial harus segera diturunkan.


(30)

3 Berdasarkan permasalahan tersebut, maka masalah penelitian yang akan dijawab adalah :

1. Bagaimana sifat tempurung, arang dan arang aktif tempurung kemiri?

2. Apakah ada pengaruh sifat arang aktif tempurung kemiri akibat dari kondisi aktivasi yang berbeda?

3. Apakah arang aktif tempurung kemiri mampu menurunkan kandungan emisi formaldehida pada MDF?

1.3. Tujuan Penelitian

1. Mengetahui pola perubahan struktur dari tempurung kemiri menjadi arang dan arang aktif

2. Mendapatkan kondisi suhu dan lama aktivasi yang optimal pada pembuatan arang aktif tempurung kemiri

3. Mengetahui penggunanan arang aktif tempurung kemiri untuk mengurangi emisi formaldehida

1.4. Hipotesis

1. Proses pembentukan arang dan arang aktif akan menimbulkan perubahan pola struktur

2. Proses aktivasi akan mempengaruhi sifat arang aktif

3. Arang aktif tempurung kemiri mampu mengurangi emisi formaldehida MDF 1.5. Manfaat Penelitian

1. Menyediakan informasi mengenai sifat dan struktur tempurung kemiri, arang dan arang aktif serta pemanfaatannya untuk mengurangi emisi formaldehida 2. Meningkatkan nilai tambah tempurung kemiri

1.6. Ruang Lingkup

1. Kajian struktur tempurung kemiri, arang dan arang aktif 2. Kajian sifat arang aktif dan MDF


(31)

II. TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Medium Density Fiberboard

Papan serat berkerapatan sedang (medium density fiberboard/MDF) adalah papan yang terbuat dari serat kayu atau bahan berlignoselulosa lainnya, dijadikan lembaran kemudian dikempa dengan kerapatan lebih dari 0,35 g/cm3. Bahan pengikat serat dan zat-zat tertentu dapat ditambahkan untuk memperbaiki sifat MDF (Tsoumis 1991 dan JIS, 2003).

Saat ini MDF merupakan produk panel yang utama bersama-sama dengan papan partikel. Produksi papan serat anggota ITTO mendekati 3,6 juta m3 di tahun 2000 dan meningkat menjadi 3,8 juta m3 pada tahun 2001. Indonesia menduduki posisi ketiga sebagai negara penghasil papan serat setelah Brazil dengan produksi 557 ribu m3 pada tahun 2001. Indonesia juga termasuk urutan ketiga dalam hal ekspor papan serat setelah Malaysia dan Thailand dengan jumlah ekspor 285 ribu m3 (ITTO, 2002).

2.2. Perekat

Pada pembuatan panel kayu (papan partikel, papan serat, oriented strand board dan lainnya) akan sangat dipengaruhi oleh substrat (bahan lignoselulosa), perekat dan teknologi proses. Pada umumnya produk panel-panel kayu termasuk MDF, menggunakan perekat UF. Jenis perekat ini mempunyai beberapa keunggulan diantaranya: harganya murah, mudah mengeras pada suhu kamar, dapat digunakan untuk merekat semua elemen kayu dan sedikit sekali mempengaruhi warna asli bahan yang direkat. Aspek negatifnya adalah ikatan rekatnya tidak tahan terhadap air, suhu dan kelembaban tinggi serta menghasilkan emisi formaldehida. Perekat UF masuk kedalam kelompok amino resin dengan unit monomer diilustraikan pada Gambar 1. Permasalahan emisi ini menjadi perhatian khusus terutama pada saat proses produksi dan penggunaan dalam ruangan tertutup (Marra, 1992 dan Rowell, 2005).


(32)

5

Gambar 1. Monomer dasar perekat formaldehida

Sifat ketahanan terhadap hidrolisis merupakan faktor penentu pada besar kecilnya emisi formaldehida suatu produk. Berdasarkan sifatnya, perekat UF mudah dihidrolisis sehingga menyumbang emisi terbesar dibanding perekat lainnya (Gambar 2). Perekat MUF (melamin-urea formaldehida) lebih stabil karena ikatan C-N yang bersumber dari struktur cincin aromatik melamin dan sedikit menurunkan keasaman (pH) pada garis ikatan akibat perlindungan melamin. Ikatan C-C pada PF (phenol formaldehida) resin sangat stabil terhadap hidrolisa (Dynea. 2005).

Perbedaan jenis perekat untuk mencapai standar emisi formaldehida rendah (≤ 0,3 mg/L) akan berakibat terhadap besarnya biaya, jumlah perekat dan kapasitas produksi (Tabel. 1).

Perekat UF Perekat MUF Perekat PF

Gambar 2. Jenis perekat formaldehida mudah disisipi ketahanan terhadap

hidrolisis lebih besar dibandingkan UF

ikatan C-C lebih stabil


(33)

Tabel 1. Perbandingan jenis perekat lain terhadap perekat UF untuk mendapatkan produk panel dengan emisi rendah

No. Jenis Perekat Harga perekat Peningkatan penggunaan

perekat

Penurunan kapasitas

1. Aminoplastik 30-70%

lebih tinggi + 10-15% 10-20%

2. Phenoplastik dua kali lipat + 20% 20-30%

3. Polyphenolik 2-3 kali lipat + 20% 30%

4. PMDI (isosianat) 5-6 kali lipat - > 50%

2.3. Emisi Formaldehida 2.3.1. Sifat Formaldehida

Formaldehida termasuk bahan kimia penting yang digunakan secara luas. Di dalam rumah, sumber formaldehida paling besar adalah panel kayu berperekat urea formaldehida. Rumus kimia formaldehida adalah CH2O dengan nama lain methanal, methylene oxide, oxy methylene, methylaldehide, oxomethane dan formic aldehide. Dalam Chemical Abstract Service(CAS), tercatat dengan nomor register 50-00-0. Beberapa sifat formaldehida disajikan pada Tabel 2.

Tabel 2. Sifat formaldehida

No. Sifat Selang Nilai

1. 2. 3. 4. 5. 6.

Berat molekul relatif Titik mencair (oC)

Titik didih (oC, pada 101,3 kPa)

Tekanan udara (calculated) (Pa, pada 25oC) Kelarutan air (mg/liter, pada 25 oC)

Faktor konversi

30,03 118 - 92

21 – 19 516.000 400.000 – 550.000 1 ppm = 1,2 mg/m3

Sumber: Liteplo et.al. (2002)

2.3.2. Dampak Emisi Formaldehida

Formaldehida tidak berwarna, berbau tajam, dapat menyebabkan mata berair, mata dan tenggorokan terasa terbakar, terjadi kesulitan bernafas pada beberapa orang pada konsentrasi cukup tinggi (0,1 ppm). Pada konsentrasi tinggi dapat memicu kambuhnya asma. Formaldehida juga telah menyebabkan kanker pada binatang dan kemungkinan dapat terjadi pada manusia (Hawks and Hansen,


(34)

7 2002). Selanjutnya WHO dalam Larsen (1999), menjelaskan pengaruh formaldehida terhadap kesehatan manusia (Tabel 3).

Tabel 3. Pengaruh jangka pendek formaldehida terhadap kesehatan No. Konsentrasi

formaldehida (mg/m3)

Lama terekspose Pengaruh terhadap kesehatan

1. 0,1 – 3,1 Satu hingga beberapa kali Iritasi pada hidung dan tenggorokan

2. 0,6 – 1,2 Satu hingga beberapa kali Iritasi pada mata

3. 0,5 – 2 3 – 5 jam Berkurangnya cairan pada

hidung

4. 2,4 40 menit Sakit kepala

5. 2,5 – 3,7 - Mata dan hidung terasa

terbakar

6. 3,7 Satu hingga beberapa kali Menurunnya fungsi paru-paru (pada pekerja berat)

7. 5 – 6,2 30 menit Gangguan pada mata

8. 12 - 25 - Gangguan sangat kuat

pada mata

9. 37 - 60 - Radang paru-paru,

ancaman kematian

10. 60 - 125 - Kematian

Sumber: WHO dalam Larsen (1999)

2.3.3. Emisi Formaldehida pada Panel Kayu

Upaya menurunkan emisi formaldehida terus dilakukan, sebagaimana disajikan pada Gambar 3. Namun demikian pada kenyataannya beberapa produk panel kayu masih mengandung emisi diatas 5 ppm.

Emisi formaldehida akan terus keluar dari suatu produk dengan besaran yang terus menurun hingga 25% pada tahun kesepuluh. Pada umumnya emisi terbesar terjadi pada produk panel kayu yang baru dibuat. Emisi formaldehida kemudian menurun sepanjang waktu pada tingkatan laju yang terendah (Liteplo et. al., 2002; Hawks dan Hansen, 2002; dan CPSC, 1997).


(35)

Gambar 3. Kandungan emisi formaldehida pada produk panel

Penelitian Kim dan Kim (2005), menunjukkan bahwa emisi formaldehida pada MDF dengan menggunakan perekat urea formaldehida sebanyak 14% akan menghasilkan emisi sebesar 7,05 ppm. Furniture, terutama yang terbuat dari papan partikel dan MDF merupakan salah satu penyumbang penting terjadinya polusi atau penurunan kualitas udara. Pada lantai laminasi dan plywood, emisi formaldehida (EF) yang pertama kali dikeluarkan adalah sebesar 1,44 dan 0,63 mg/L, sedangkan pada MDF dan papan partikel masing-masing sebesar 4,73 dan 4,95 mg/L.

Setelah 10 hari pemakaian, tingkat EF pada lantai kayu turun dibawah 0,3 ppm dan setelah 28 hari menjadi sekitar 0,03 – 0,1 mg/L tergantung pada jumlah dan volume furniture serta kondisi ruangan. Pada tingkat ini EF tidak berbahaya bagi manusia. (Yocom dan Charty 1991; CPSC, 1997).

Ada beberapa cara untuk mengurangi tingkat volatile organic compounds (VOC) termasuk formaldehida diantaranya dengan merubah formulasi perekat UF (menurunkan mol ratio F/U), melapisi produk panel kayu dengan bahan laminasi, menggunakan perekat campuran UF-MDI, menambahkan melamin pada perekat


(36)

9 urea formaldehida dan menggunakan arang aktif (CPSC, 1997; Wang dan Lu, 2004; Kim dan Kim, 2005; Pari et.al., 2006b)

2.4. Arang Aktif

Arang aktif adalah suatu bahan berkarbon dengan luas permukaan dalam yang sangat tinggi dan mempunyai sifat sebagai penyerap. Dengan sifatnya tersebut arang aktif mempunyai kemampuan tinggi sebagai penyerap bahan kimia dalam fase gas atau cairan tergantung dari ukuran pori. Penyerapan dalam fase gas dipengaruhi oleh struktur mikropori (< 20 Ao) sedangkan fase cair oleh struktur mesopori (20-500 Ao). Ukuran makropori berfungsi sebagai saluran transportasi (Benaddi et.al., 2000; Vigouroux, 2001; Bansode et.al., 2003; Ismadji et.al., 2005; Herzog et.al., 2006).

Karbon aktif dengan struktur mesopori dapat digunakan untuk pemurnian air minum, perlakuan limbah cair, penghilangan warna pada makanan dan bahan kimia. Sedangkan pada struktur mikropori digunakan untuk mendaur ulang zat cair, pengendali emisi gas pada minyak gas, saringan pada rokok dan pengendali emisi gas pada industri. Penggunaan karbon sebagai penyerap juga dipengaruhi oleh luas permukaan, penyebaran pori dan sifat kimia permukaan arang aktif (Benaddi et.al., 2000).

Daya serap arang aktif terhadap iod memberikan petunjuk terhadap ukuran pori yang lebih kecil dari 15 Å. Daya serap iod telah diterima secara luas sebagai standar AWWA. Pengujian daya serap iod digunakan untuk mengetahui apakah suatu karbon bersifat aktif atau tidak. Kondisi terbaik dinilai berdasarkan besarnya rendemen dan daya serap terhadap iod (Hudaya dan Hartoyo, 1990) 2.4.1. Bahan Baku

Arang aktif dapat dibuat dari bahan yang mengandung lignoselulosa. Tempurung merupakan bahan baku potensial untuk pembuatan arang aktif seperti tempurung kelapa, kelapa sawit, Brazil nut, pecan nut, almond nut dan biji jarak (Bonelli et.al., 2001; Bansode et.al., 2003; Daud dan Ali, 2004; Sudrajat, 2005; Ismadji et.al., 2005; Guo, 2007).

Tempurung kemiri sebagai bahan berlignoselulosa mempunyai prospek baik untuk dijadikan bahan baku arang aktif. Lima propinsi penghasil kemiri


(37)

terbesar pada tahun 2003 menurut Departemen Pertanian (2007) adalah Sulawesi Selatan (28.236 ton), Nangroe Aceh Darussalam (16.268 ton), Sumatera Utara (15.555 ton), Nusa Tenggara Timur (14.785 ton) dan Sumatera Barat (4.293 ton).

Bonelli (2001) dan Daud dan Ali (2004), menyatakan bahwa struktur, penyebaran dan ukuran pori arang aktif lebih dipengaruhi oleh sifat dasar bahan baku (lignin, selulosa dan holoselulosa). Jika dibandingkan dengan arang aktif kayu, maka arang aktif tempurung kelapa menunjukkan distribusi pori halus (mikropori) lebih banyak.

2.4.2. Aktivasi

Pada dasarnya ada dua cara membuat arang aktif yaitu melalui aktivasi secara fisik dan kimia. Aktivasi secara fisik dilakukan dalam dua tahap, pertama tahap karbonisasi dan kedua aktivasi. Sedangkan aktivasi secara kimia, bahan diimpregnasi terlebih dahulu dengan bahan pengaktif kemudian dikarbonisasi. Jadi tahap karbonisasi dan aktivasi dilakukan secara berlanjut (Hayashi et.al., 2002). Dimana pada prinsipnya adalah untuk menghilangkan atau mengeluarkan kotoran-kotoran yang terdapat pada permukaan arang berupa senyawa-senyawa hidrokarbon atau tar yang melapisi permukaan.

Aktivasi umumnya dilakukan pada suhu diatas 800oC dengan mengalirkan uap/gas seperti uap air, gas nitrogen, dan gas CO2. Sebelum diaktivasi, arang dapat direndam dengan menggunakan bahan pengaktif seperti H3PO4, NH4HCO3, KOH, dan NaOH yang berfungsi meningkatkan kualitas arang aktif yang dihasilkan. Bahan kimia pengaktif tersebut berfungsi sebagai dehydrating agents dan oxidants. Pada permukaan arang aktif, mutu yang dihasilkan sangat tergantung dari bahan baku yang digunakan, bahan pengaktif, suhu dan cara pengaktifannya (Hartoyo et.al., 1990; Bonelli, 2001; Bansode, 2003; Sudrajat, 2005; Pari, 2005; Ismadji, 2005; Guo, 2007).

Sifat penting lain dari arang aktif adalah jenis gugus fungsi pada permukaannya. Gugus fungsi yang banyak mengandung O (oksigen) dapat memberikan sifat polar dan hidrofilik. Kehadiran oksigen dapat meningkatkan proses oksidasi baik selama pemanasan maupun saat penyimpanan arang aktif (Patrick dalam Vigouroux, 2001).


(38)

11 Girgis et.al. (2002), mengemukakan bahwa H3PO4 sebagai agen aktivasi akan memberikan hasil terbaik jika dibandingkan dengan ZnCl2 dan KOH. Penggunaan H3PO4 yang optimal dalam pembuatan arang aktif kulit Acacia mangium dan tempurung kelapa adalah sebesar 10% (Hartoyo dan Pari, 1993; Pari et.al,. 2006a).

Hasil analisa infrared arang aktif dengan bahan pengaktif H3PO4 menghasilkan serapan di bilangan gelombang 1.300-900 cm-1. Serapan pada 1.220-1.180 cm-1 kemungkinan ditandai dengan hadirnya ikatan hidrogen P=O yang berikatan dengan O-C membentuk P-O-C (aromatik) dan dengan P=OOH. Pada bilangan gelombang 1.080-1.070 cm-1 dianggap berasal dari ikatan ionik P+- O- dalam ester asam phosfat dan ikatan P-O-P (poliphosfat). Selanjutnya pada 1.000-900 cm-1 kemungkinan terjadi ikatan P-O-C (alifatik), P-O-C (aromatik), P-O, dan P-OH (Puziy, 2003).

Pengaruh utama aktivasi arang dengan steam adalah untuk menciptakan dan memperluas pori arang. Jadi jelas bahwa aktivasi dengan steam tidak hanya memindahkan material yang tidak diorganisir tetapi juga cukup efektif dalam membentuk dan melebarkan mikropori dengan naiknya suhu. Kenaikan suhu dari 750oC ke 800oC dapat meningkatkan terbentuknya pori dan pada akhirnya akan meningkatkan volume mikropori arang aktif. Pada batas tertentu peningkatan suhu justru akan menurunkan volume mikroporinya (Bansode, 2003; Ismadji et.al., 2005; Pari, 2006a).

Aktivasi pada arang sengon akan menyebabkan perubahan pola struktur arang aktif dari kristalin menjadi lebih amorf. Gambar 4 mengilustrasikan hubungan antara grafit sebagai dua lapisan lembaran karbon yang saling berhimpitan. Garis tebal dan putus-putus menandakan bagian atas dan bawah dari lembaran karbon. Ruang diantara lapisan menunjukkan adanya celah sebagai akibat dari pergeseran kristalit dari bentuk kristalin menjadi amorf. (Tanaka et.al., 1996; Pari, 2004).


(39)

a b

Gambar 4. Perubahan struktur arang aktif dari (a) kristalin menjadi (b) amorf 2.4.3. Penyerapan Emisi Formaldehida

Sifat permukaan arang aktif dapat dibuat sesuai kebutuhan. Menurut Muller dan Gubbins (1998), arang aktif dapat bersifat hidrofobik atau hidrofilik tergantung dari sifat permukaannya. Pada Gambar 5a dan 5b menunjukkan permukaan arang aktif lebih bersifat hidrofobik dan hidrofilik. Penentuan sifat permukaan tersebut dapat dilakukan saat aktivasi. Untuk meningkatkan daya serapnya terhadap formaldehida, salah satu cara yang dapat dilakukan adalah dengan mengoksidasi arang aktif menggunakan udara (Rong et.al., 2002).

Arang aktif sebagai penyerap emisi formaldehida diharapkan bersifat hidrofobik, sehingga sedikit meyerap air tetapi dapat mengikat gugus fungsi yang mengandung oksigen. Oksidasi arang aktif menggunakan udara dapat meningkatkan gugus fungsi yang bersifat polar dalam bentuk asam karboksilat. Gugus fungsi tersebut mampu menyerap formaldehida melalui interaksi dipole dan ikatan hidrogen sehingga daya serapnya terhadap formaldehida lebih besar dibandingkan dengan arang aktif tanpa dioksidasi dengan udara (Rong et.al., 2002).

a b


(40)

13

III. BAHAN DAN METODE

3.1. Waktu dan Tempat

Kegiatan penelitian dilaksanakan pada bulan September 2007 hingga Mei 2008 di:

1. Laboratorium Pengolahan Kimia dan Energi Hasil Hutan, Laboratorium Teknologi Serat dan Laboratorium Produk Majemuk pada Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan Bogor

2. Laboratorium Geologi Quarter Pusat Penelitian dan Pengembangan Geologi Kelautan Bandung

3. Laboratorium Keteknikan Kayu Fakultas Kehutanan IPB Bogor 4. Laboratorium Kimia Instrumen Jurusan Kimia FMIPA UPI Bandung. 3.2. Bahan dan Alat

Bahan baku pembuatan arang dan arang aktif pada penelitian ini adalah tempurung kemiri dari Mataram NTB, pulp Thermo Mechannical Pulping (TMP) kayu mangium (Acacia mangium) dan karet (Hevea braziliensis) dengan perbandingan 3:1 dari PT Masari Dwi Sepakat Fiber, Karawang dan perekat urea formaldehide type UE-140 dari PT Pamolite Adhesive Industry Jakarta.

Bahan kimia yang digunakan diantaranya asam phosfat, iodium (I2), NaOH, benzena, formalin, KI, biru metilen, Natrium thiosulfat (Na2S2O3), kanji dan HCl.

Peralatan yang digunakan untuk pengarangan adalah tungku pengarangnan (retort pirolisis) kapasitas 5 kg, retort aktivasi kapasitas ± 300 g, alat kempa panas, desikator, oven, Scanning Electron Mikroscope (SEM) JSM 6360 LA – 20 kV, X-Ray Difraction (XRD) 7000 series – 40 kV, Fourier Transform Infra Red (FTIR) 8400 series, UV-Spektrofotometer 1700 series, Pyrolisis GCMS GC-2010 series dan Universal Testing Method (UTM) merk Instron.


(41)

3.3. Metode Penelitian

3.3.1. Analisa Bahan Baku Tempurung Kemiri

Analisis komponen kimia bahan baku tempurung kemiri yang diamati adalah kadar lignin berdasarkan TAPPI T 222om-88 dan kadar holoselulosa (Browning, 1967), sedangkan struktur yang diamati: (1). Komponen kimia tempurung menggunakan Pirolisis GCMS, (2). Identifikasi gugus fungsi menggunakan FTIR yaitu dengan cara mencampur contoh uji dengan KBr yang kemudian dibuat dalam bentuk pelet dan diukur serapannya pada bilangan gelombang 600-4.000 cm-1. (3). Derajat kristalinitas, tinggi, lebar, jarak dan jumlah lapisan aromatik dengan cara menginterpretasikan pola difraksi dari hamburan sinar X contoh (XRD). (4). Topografi permukaan dan diameter pori menggunakan SEM.

3.3.2. Pembuatan dan Karekterisasi Struktur Arang

Arang tempurung kemiri dibuat menggunakan retort pirolisis dengan pemanas listrik pada suhu 500 oC selama 5 jam kemudian didinginkan 12 -24 jam. Arang yang dihasilkan dianalisa sifat-sifatnya berdasarkan SNI 1995 yang meliputi penetapan rendemen, kadar air, kadar abu, kadar zat terbang, kadar karbon terikat, dan daya serap terhadap benzena, karbon tetraklorida (CCl4), kloroform, formaldehida dan iod.

Karakteristik struktur arang tempurung kemiri yang diamati adalah (1). Komponen kimia arang menggunakan Pirolisis GCMS, (2). Gugus fungsi: untuk mengetahui perubahannya akibat dari karbonisasi dengan FTIR, (3). Derajat kristalinitas, tinggi, lebar, jarak dan jumlah lapisan aromatik arang dengan XRD. (4). Topografi permukaan dan diameter pori arang dengan SEM.

3.3.3. Pembuatan dan Karakterisasi Struktur Arang Aktif

Arang aktif dibuat menggunakan retort aktivasi kapasitas 300 g berbahan stainless steel dengan pemanas listrik. Bahan baku arang diberi perlakuan perendaman selama 24 jam dengan asam phosfat (H3PO4) teknis sebanyak 10% berdasarkan berat arang (b/v). Setelah perendaman, arang diaktivasi pada suhu 600oC, 700oC dan 800oC, masing-masing selama 90, 120 dan 150menit dengan


(42)

15 menggunakan aliran uap 0,5 kg/jam. Arang aktif yang dihasilkan dianalisa sifat-sifatnya berdasarkan SNI 1995 yang meliputi penetapan rendemen, kadar air, kadar abu, kadar zat terbang, kadar karbon terikat, dan daya serap terhadap benzena, karbon tetraklorida (CCl4), kloroform, formaldehida dan iod.

Karakteristik struktur arang aktif yang diamati adalah (1). Komponen kimia menggunakan Pirolisis GCMS untuk arang aktif yang diaktivasi pada suhu 600 oC, 700oC dan 800oC dengan lama aktivasi 150 menit (2). Gugus fungsi: untuk mengetahui perubahan gugus fungsi setelah arang diaktifkan dengan FTIR, (3). Derajat kristalinitas, tinggi, lebar, jarak dan jumlah lapisan aromatik arang aktif dengan XRD (4). Topografi permukaan dan diameter pori arang aktif dengan SEM. Analisa FTIR dan SEM arang aktif dilakukan pada contoh yang diaktivasi pada suhu 600oC dan 700oC pada lama aktivasi 150 menit, serta suhu 800oC dengan lama aktivasi 90, 120 dan 150oC.

3.3.4. Pembuatan MDF dengan Aplikasi Arang Aktif

Bahan baku serat dikeringkan dalam oven pada suhu 60oC selama 24 jam hingga mencapai kadar air sekitar 6-8%. Papan serat dibuat melalui proses kering dengan ukuran sasaran 30cm x 30cm x 1cm dan kerapatan 0,77 g/cm3. Perekat UF yang gunakan sebanyak 12 % (w/w) dari berat pulp dengan kandungan solid content 50%, sebagai pengeras (hardener) digunakan ammonium kloride (NH4Cl) 1% berdasarkan berat resin UF dan ditambahkan 0,5% lilin berdasarkan berat kering serat. Kondisi pengempaan dilakukan pada suhu 160oC selama 10 menit dengan tekanan sekitar 25 kg/cm2.

Penambahan perekat pada pembuatan papan serat dengan proses kering pada umumnya berkisar antara 8-12 % (Tsoumis 1991). Pemberian perekat sebanyak 12 % pada penelitian ini dimaksudkan untuk melihat sejauh mana emisi formaldehida yang dihasilkan dapat diserap oleh arang aktif, dimana semakin banyak perekat yang diberikan maka akan semakin besar emisi formaldehida yang dikeluarkan (untuk perekat jenis UF).

Arang aktif hasil perlakuan aktivasi yang optimal, diaplikasikan untuk menyerap emisi formaldehida dengan ukuran arang aktif lolos 120 mesh. Pemberian arang aktif dilakukan dengan 2 (dua) cara, pertama mencampurkannya pada perekat sebesar 0, 2, 4, dan 6 persen berdasarkan berat resin UF dan kedua


(43)

ditambahkan pada serat sebanyak 0, 2, 4, dan 6 persen berdasarkan berat serat. Papan serat yang dihasilkan kemudian dikering udarakan selama 14 hari hingga diperoleh kadar air kesetimbangan. Selanjutnya dilakukan pengujian sifat fisik, mekanik dan emisi formaldehidnya.

3.3.5. Diagram Alir Penelitian

Rangkaian kegiatan penelitian yang akan dilakukan dapat digambarkan dengan menggunakan diagram alir seperti disajikan pada Gambar 6 dibawah ini.

Gambar 6. Diagram alir penelitian TEMPURUNG KEMIRI

ARANG

ARANG AKTIF

SIFAT ARANG AKTIF OPTIMAL APLIKASI UNTUK

PEMBUATAN MDF

Analisa :

Lignin, Holoselulosa Kadar air, abu, karbon Kadar zat terbang Uji struktur : FTIR, Pyr GCMS XRD, SEM

Analisa : Rendemen,

Kadar air, abu, karbon Kadar zat terbang, dan Daya serap benzena, karbon tetraklorida, kloroform, formaldehida, iod

Uji struktur : FTIR, Pyr GCMS , XRD, SEM

Analisa :

Fisik-Mekanik MDF Emisi formaldehida Karbonisasi

(500 oC, 5 jam)

Suhu

600, 700 & 800 oC

Waktu

90, 120, 150 mnt

MDF Rendam dengan

H3PO4 10%, lalu

diaktivasi pada

Penambahan Arang Aktif 0; 2; 4; 6 % pada perekat

0; 2; 4; 6 % pada serat


(44)

17 3.4. Standar dan Prosedur Pengujian

3.4.1. Standar dan Prosedur Pengujian Arang dan Arang Aktif

Prosedur pengujian arang dan arang aktif dilakukan berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI) 06-3730-1995 tentang arang aktif teknis yang meliputi penetapan rendemen, kadar air, kadar abu, kadar zat terbang, kadar karbon, serta daya serap terhadap benzena, karbon tetraklorida, kloroform, formaldehida dan iod.

a. Penetapan rendemen

Penetapan rendemen arang aktif dilakukan dengan menghitung perbandingan berat arang setelah diaktivasi terhadap berat bahan baku sebelum diaktivasi.

Berat arang aktif

Rendemen = x 100%

Berat bahan baku

b. Penetapan kadar air

Contoh arang aktif sebanyak 2 gram dimasukan ke dalam cawan petri dan dikering ovenkan pada suhu 110oC selama 3 jam, setelah itu didinginkan dalam desikator dan ditimbang sampai beratnya konstan.

Berat basah – berat kering

Kadar air (%) = x 100% Berat basah

c. Penetapan kadar abu

Contoh arang aktif sebanyak 2 gram dimasukan ke dalam cawan porselin yang telah diketahui beratnya, kemudian di panaskan dalam tanur listrik pada suhu 700oC selama 6 jam. Setelah itu didinginkan dalam desikator dan ditimbang sampai beratnya konstan.

Berat sisa contoh

Kadar abu (%) = x 100% Berat contoh awal


(45)

d. Penetapan kadar zat terbang

Contoh arang aktif sebanyak 2 gram dimasukan ke dalam cawan porselin yang telah diketahui beratnya, kemudian dimasukan ke dalam tanur listrik pada suhu 950oC selama 10 menit. Setelah itu didinginkan dalam desikator dan ditimbang sampai beratnya konstan.

Berat contoh yang hilang

Kadar zat terbang (%) = x 100% Berat contoh awal

e. Penetapan kadar karbon

Kadar karbon arang aktif dihitung dengan cara pengurangan dari kadar abu dan zat terbang.

Kadar karbon = 100% – (kadar abu + kadar zat terbang) f. Penetapan daya serap terhadap iod

Contoh arang aktif seberat 0,2 gram dimasukkan ke dalam erlenmeyer kemudian ditambahkan 25 ml larutan iod 0,1 N dan dikocok selama 15 menit pada suhu kamar, larutan kemudian disaring. Larutan tersebut dipipet sebanyak 10 ml dan dititrasi dengan larutan Na2S2O3 0,1 N sampai diperoleh larutan berwarna merah muda lalu ditambahkan beberapa tetes larutan kanji 1% sebagai indikator. Kemudian dilakukan titrasi lagi sampai saat warna biru hilang.

[10 – (ml x N Na2S2O3)] x 126,93 x fp Daya serap iod (mg/g ) =

Bobot contoh (g)

g. Penetapan daya serap terhadap uap benzena, karbon tetraklorida, kloroform dan formaldehida

Contoh arang aktif sebanyak 1,5 gram dimasukkan ke dalam kaca arloji, selanjutnya ditempatkan dalam desikator yang telah dijenuhkan masing-masing dengan uap benzena, karbon tetraklorida, kloroform dan formaldehida selama 24


(46)

19 jam. Sebelum ditimbang, contoh dibiarkan selama 5 menit untuk mengeluarkan uap yang menempel pada permukaan kaca.

Berat uap yang terserap

Daya serap (%) = x 100 % Berat contoh awal

3.4.2. Standar dan Prosedur Pengujian MDF

Prosedur pengujian MDF dilakukan berdasarkan Standar Industri Jepang (JIS) A 5905-2003 tentang fiberboards. Untuk memperoleh contoh uji, lembaran papan serat dipotong menurut pola pemotongan seperti Gambar 7.

Gambar 7. Pola pemotongan contoh uji MDF Keterangan:

1 : Contoh uji untuk kerapatan dan kadar air (10 cm x 10 cm) 2 : Contoh uji untuk MOR dan MOE (5 cm x 20 cm)

3 : Contoh uji untuk keteguhan rekat internal (5 cm x 5 cm) 4 : Contoh uji untuk pengembangan tebal (5 cm x 5 cm) 5 : Contoh uji untuk daya serap air (10 cm x 10 cm) 6 : Contoh uji untuk emisi formaldehida (5 cm x 15 cm) a. Kerapatan

Pengujian kerapatan dilakukan pada kondisi kering udara dengan contoh uji berukuran 10 cm x 10 cm. Contoh uji ditimbang berat awalnya dan diukur dimensinya menggunakan kaliper dan mikrometer. Kerapatan dihitung dengan rumus:

6

2

3 6 4 6

1 5 30 cm


(47)

Berat kering udara (g) Kerapatan kering udara (g/cm3) =

Volume (cm3) b. Kadar air

Contoh uji yang digunakan sama dengan contoh uji kerapatan. Contoh uji dikering udarakan kemudian dimasukkan ke dalam oven pada suhu 103 ± 2 oC hingga mencapai berat konstan. Kadar air dihitung dengan rumus:

berat kering udara (g) – berat kering oven (g)

Kadar air (%) = x 100% berat kering oven (g)

c. Pengembangan tebal

Contoh uji diukur tebal awalnya menggunakan mikrometer, kemudian direndam secara horizontal dalam air selama 24 jam. Setelah itu contoh uji diukur kembali tebalnya. Pengembangan tebal contoh uji dihitung dengan rumus:

tebal akhir – tebal awal

Pengembangan tebal (%) = x 100% tebal awal

d. Daya serap air

Contoh uji ditimbang untuk mengetahui berat awalnya, kemudian direndam dalam air selama 24 jam. Setelah itu ditimbang kembali beratnya. Besarnya daya serap air dihitung dengan rumus:

berat akhir - berat awal

Daya serap air (%) = x 100%

berat awal

e. Keteguhan patah (MOR) dan keteguhan lentur (MOE)

Lebar contoh uji dibuat sebesar 5 cm sedangkan panjangnya disesuaikan dengan tebal papan dan jarak sangga yang digunakan. Jarak sangga yang digunakan adalah 15 kali tebal papan dan minimal 15 cm. Sehingga dengan tebal 1 cm maka jarak sangga yang digunakan adalah 15 cm. Panjang contoh uji dibuat


(48)

21 dengan ukuran 20 cm (jarak sangga + 5 cm). Skema pengujian disajikan pada Gambar 8.

Contoh uji diukur lebar dan tebalnya tepat ditengah (ditempat yang akan diberikan beban, kemudian diuji dengan alat UTM Instron. Dari hasil pengujian diperoleh beban dan defleksi papan. Besarnya MOR dan MOE dihitung dengan

rumus: 3PL

MOR (kgf/cm2) = 2bt2

∆PL3 MOE (kgf/cm2) =

4∆Ybt3 dimana:

∆P : Besar perubahan beban (kgf)

∆Y : Besar perubahan defleksi akibat perubahan beban (cm)

L : Panjang bentang contoh uji (cm)

P : Beban maksimum pada saat contoh uji mengalami kerusakan (kgf)

b : Lebar penampang contoh uji (cm)

t : Tebal penampang contoh uji (cm)

Gambar 8. Ilustrasi pengujian keteguhan patah dan lentur e. Keteguhan rekat (internal bond)

Contoh uji direkatkan pada plat baja atau aluminium dengan menggunakan perekat epoxy. Penentuan keteguhan rekat ditentukan sebagai berikut:

P IB (kgf/cm2) =

bl dimana:

IB : Keteguhan rekat internal (kgf/cm2)

P : Beban maksimum pada saat pemisahan (kgf)

b : Lebar contoh uji (cm)

l : Panjang contoh uji (cm)

beban

Jarak sangga

contoh uji penyangga


(49)

3.4.3. Penentuan Derajat Kristalinitas dan Turunannya

Untuk mengetahui derajat kristalinitas (X), jarak antar lapisan (d), tinggi (Lc) dan lebar (La) antar lapisan aromatik serta jumlah (N) lapisan aromatik digunakan difraksi sinar-x (XRD) dengan sumber radiasi tembaga/Cu (Iguchi, 1997; Kercher dan Nagle, 2003). Struktur kristalit diilustrasikan pada Gambar 9, perhitungan dan persamaan rumusnya adalah sebagai berikut:

bagian kristal

Derajat kristalinitas (X) = x 100%

. bagian kristal + bagian amorf

Jarak antar lapisan aromatik (d002) :

λ

= 2 d sin θ Tinggi lapisan aromatik (Lc) : Lc(002) = K

λ

/

β cos θ Lebar lapisan aromatik (La) : La(100) = K

λ

/

β cos θ Jumlah lapisan aromatik (N) : N = Lc/d

dimana:

λ

= 0,15406 nm (panjang gelombang radiasi sinar Cu) β = Intensitas ½ tinggi dan lebar (radian θ)

K = Tetapan untuk lembaran grafit (0,89) θ = Sudut difraksi.

Gambar 9. Skema jarak antara lapisan (d), tinggi lapisan (Lc), jumlah lapisan (N) dan lebar lapisan (La) aromatik dan unit terkecil penyusun struktur kristalit arang dan arang aktif


(50)

23

3.4.4. Standar dan Prosedur Pengujian Emisi Formaldehida

Emisi formaldehida diuji dan ditetapkan berdasarkan SNI 01-7140-2005 tentang emisi formaldehida pada panel kayu dengan metode desikator. Contoh uji berukuran 5 cm x 15 cm sebanyak 10 buah dikondisikan selama satu minggu, kemudian dimasukkan ke dalam desikator yang di dalamnya telah diletakkan gelas piala berisi air suling sebanyak 300 ml. Desikator ditutup rapat dan disimpan selama 24 jam pada suhu ruang 20oC. Larutan contoh uji dipipet sebanyak 25 ml dan ditambahkan 25 ml larutan asetil aseton-ammonium asetat kemudian dipanaskan selama 10 menit diatas penangas air pada suhu 60-65 oC. Larutan contoh kemudian didinginkan hingga mencapai suhu kamar. Prosedur yang sama dikerjakan juga pada blanko, yaitu desikator tanpa diisi contoh uji. Contoh uji dan blanko diukur adsorpsinya (%) dengan spektrofotometer UV-VIS pada panjang gelombang 412 nm. Konsentrasi emisi formaldehida (ppm) diperoleh dengan jalan membaca dari hasil pembacaan spektro UV.

3.4.5. Pengujian Perekat Urea Formaldehida

Penetapan mutu perekat urea formaldehida dilakukan berdasarkan SNI 06-0060-1998 mengenai urea formaldehida cair untuk perekat papan partikel yang terdiri dari penetapan kekentalan, pH, dan waktu gelatinasi.

3.5. Rancangan Percobaan dan Analisis Data 3.5.1. Sifat Tempurung dan Arang Tempurung

Rendemen, kadar air, kadar abu, kadar zat terbang, dan kadar karbon terikat untuk bahan baku tempurung kemiri dianalisa secara deskriptif.

3.5.2. Sifat Dasar dan Daya Serap Arang Aktif

Rendemen, kadar air, kadar abu, kadar zat terbang, kadar karbon terikat, daya serap terhadap benzena, karbon tetraklorida, kloroform, formaldehida dan iod dianalisa menggunakan rancangan acak lengkap faktorial 3 x 3, dengan perlakuan suhu (S) dan lama (W) aktivasi masing-masing tiga taraf yaitu 600, 700,


(51)

800oC dan 90, 120 dan 150 menit, kemudian dilanjutkan dengan uji beda Duncan (Matjik dan Sumertajaya, 2002). Model persamaannya adalah sebagai berikut:

Yijk = Nilai pengamatan pada faktor suhu taraf ke-i, faktor lama aktivasi taraf ke-j dan ulangan ke k,

μ, = Komponen aditif dari rataan,

Si = Pengaruh utama faktor suhu aktivasi

Wj = Pengaruh utama faktor lama aktivasi

(swij) = Interaksi dari faktor suhu dan lama aktivasi

εijk = Pengaruh acak yang menyebar normal (0, σ2).

3.5.3. Karakteristik Struktur Tempurung, Arang dan Arang Aktif

Karakterisasi struktur tempurung kemiri, arang dan arang aktif yang dilakukan dengan instrument Pirolisis GCMS, FTIR, X-Ray Difraktometer dan SEM dianalisis secara deskriptif.

3.5.4. Sifat Fisik dan Mekanis Papan Serat

Perancangan percobaan dengan rancangan acak lengkap dilakukan mengetahui pengaruh penambahan arang aktif pada MDF terhadap sifat fisik dan mekanik papan yang dihasilkannya. Kemudian dilanjutkan dengan uji beda nyata (Matjik dan Sumertajaya, 2002). Model persamaannya adalah sebagai berikut:

dimana:

i = 1, 2, …, 7 dan j=1, 2,…,r

Yij = Sifat fisik dan mekanik MDF perlakuan ke-i dan ulangan ke-j

μ = Rataan umum

τi = Pengaruh penambahan arang aktif ke-i

εij = Pengaruh acak pada perlakuan ke-i dan ulangan ke-j

( )

ij ijk j

i

ijk

S

W

sw

Y

=

μ

+

+

+

+

ε

ij i ij


(52)

25

IV. HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Struktur Tempurung Kemiri, Arang dan Arang Aktif 4.1.1. Gugus Fungsi

Analisis dengan Fourier Transform Infrared (FTIR) bertujuan untuk mengetahui gugus fungsi dari bahan yang diamati dimana gugus fungsi tersebut dipakai untuk menduga sifat permukaan tempurung kemiri, arang dan arang aktif. Gugus fungsi dari bahan yang berbeda karena perbedaan suhu dan lama aktivasi diperlihatkan pada Gambar 10 sedangkan vibrasi yang ditunjukkan oleh bilangan gelombangnya disajikan pada Tabel 4.

Tabel 4. Bilangan gelombang tempurung kemiri, arang dan arang aktif No. Bahan baku Bilangan gelombang (cm-1)

1. Tempurung 3402 2923 1620 1427 1272 1045 875

2. Arang 3425 2920 2850 1566 1384 1118 1068 871 806 744 536 466 Arang Aktif

3. 600oC/150 mnt 3795 3436 2920 2854 2461 1554 1064 871 806 744 621 4. 700oC/150 mnt 3726 3664 3579 3413 2920 2854 2434 2264 1535 1056 894

748

5. 800oC/150 mnt 3406 2869 2561 2279 1566 1442 1060 879 752

6. 800oC/120 mnt 3409 2920 2854 2765 2410 1566 1431 1060 879 748 613 7. 800oC/ 90 mnt 3907 3652 3425 2920 2854 2403 2248 1550 1060 891 748

667

Hasil analisa FTIR pada tempurung kemiri, arang dan arang aktif menunjukkan penurunan intensitas serapan pada bilangan gelombang 3.500 cm-1 – 2.700 cm-1. Pada bilangan gelombang tersebut merupakan daerah serapan gugus OH, dimana tempurung kemiri memiliki intensitas paling tinggi kemudian menurun setelah melalui proses karbonisasi dan aktivasi sejalan meningkatnya suhu. Menurunnya intensitas serapan pada bilangan gelombang 3.000-2.700cm-1 merupakan petunjuk mulai terbentuknya senyawa aromatik


(53)

(Kimura dan Kaito, 2004). Senyawa tersebut merupakan penyusun struktur kristalit heksagonal arang dan arang aktif.

Vibrasi di bilangan gelombang 1620 cm-1 pada tempurung kemiri menunjukkan adanya ikatan C=O. Setelah dikarbonisasi maka terbentuk ikatan C=C aromatik di sekitar 1.535 – 1.566 cm-1. Gugus fungsi pada tempurung kemiri adalah gugus hidroksil yang merupakan OH terikat (3.402 cm-1) dengan jenis ikatan C=O (1.620 cm-1) dan C-H alifatik (2.923 cm-1) serta C-O (1.045 dan 1.272 cm-1). Gugus OH pada tempurung kemiri berasal dari OH pada holoselulosa maupun lignin. Dengan meningkatnya suhu saat karbonisasi hingga sekitar 500oC maka senyawa tersebut telah terurai dan membentuk struktur baru yaitu rantai karbon, sedangkan senyawa hidrokarbon yang terurai dan tersisa membentuk senyawa radikal bebas. Besarnya gugus hidroksi merupakan cerminan dari banyaknya senyawa kimia pada tempurung kemiri yang mengandung gugus OH seperti senyawa alkohol, phenol dan asam asetat, dimana selengkapnya disajikan pada Lampiran 5.

Gambar 10. Pola serapan FTIR pada tempurung kemiri, arang dan arang aktif cm-1 500 500 1000 1600 2000 2500 3000 3500 4000 Transmisi (%)

800oC/90 menit 800oC/120 menit 800oC/150 menit 700oC/150 menit 600oC/150 menit Arang Tempurung Arang aktif OH C=O C=C Ar C=C Ar. C=C Ar. C=C Ar. C=C Ar. C=C Ar. OH OH OH OH OH OH


(54)

27 Hasil analisis FTIR pada arang dan arang aktif tidak menunjukkan adanya vibrasi lentur di serapan 1.427 cm-1 (C-H) sebagaimana terdapat pada tempurung kemiri. Ikatan C-H (pada CH3 dan CH2) yang terjadi diidentifikasi oleh vibrasi diserapan sekitar 2.850 – 2.920 cm-1.

Penggunaan uap air saat aktivasi ternyata masih berperan dalam teridentifikasinya gugus OH pada arang aktif. Gugus tersebut bukan berasal dari bahan seperti halnya tempurung kemiri namun cenderung pada reaksi antara uap air dengan senyawa bebas pada permukaan arang yang diaktivasi.

Proses aktivasi juga menyebabkan terbentuknya gugus fungsi baru yaitu -P-OH pada serapan sekitar 2.500–2.400 cm-1, dimana pada tempurung kemiri dan arangnya tidak ada serapan di bilangan gelombang tersebut. Gugus fungsi -P-OH diduga terbentuk akibat penggunaan H3PO4 sebagai activating agent didalam pembuatan arang aktif dimana pada saat aktivasi, senyawa tersebut masih terdapat atau tertinggal pada arang aktif sebagaimana hasil analisa Pyr-GCMS (Tabel 5).

Arang aktif yang diaktivasi pada suhu 800oC dengan lama aktivasi yang berbeda (90, 120 dan 150 mnt) memiliki pola serapan yang relatif sama yaitu dengan jenis ikatan -P-OH, OH, C=C, C-H dan C-O. Berdasarkan jenis ikatan tersebut dan terdapatnya senyawa carbamic acid dan cyclopropyl carbinol dengan ikatan C-O dan OH dari hasil analisis Pyr-GCMS (Lampiran 5), maka arang aktif yang diaktivasi pada suhu 800oC akan bersifat polar sehingga diharapkan dapat berperan sebagai penyerap emisi formaldehida yang juga bersifat polar.

4.1.2. Pola Struktur Kristalit Tempurung Kemiri, Arang dan Arang Aktif Pengujian dengan difraktometer sinar-x (XRD) bertujuan untuk mengetahui derajat kristalinitas (X), jarak antar lapisan (d), tinggi lapisan aromatik (Lc) dan lebar lapisan aromatik (La) serta jumlah lapisan aromatiknya (N). Pada penelitian ini analisis dilakukan terhadap tempurung kemiri, arang dan arang aktif sebagaimana disajikan pada Tabel 5 dan Gambar 11.

Derajat kristalin tempurung kemiri lebih rendah dibandingkan dengan derajat kristalin arangnya yaitu sebesar 24,08% dan 25,35%. Perubahan ini terjadi karena adanya pergeseran intensitas pada sudut difraksi dari θ 22,08 menjadi θ 23,62 dan terbentuknya sudut baru di θ 43,35. Pergeseran dan terbentuknya


(55)

sudut difraksi baru tersebut menunjukkan bahwa antara struktur kristalit tempurung kemiri dan arangnnya berbeda. Pada tempurung kemiri struktur kristalit didominasi oleh struktur kristalit pada selulosa sedangkan pada arangnya struktur kritalit terbentuk dari senyawa karbon yang membentuk lapisan heksagonal (Pari 2004).

Gambar 11. Difraksi sinar-x tempurung kemiri, arang dan arang aktif

10 20 30 40 50 60 70 80

2θ (deg)

Tempurung

Arang Arang aktif 600oC/150 mnt 600oC/120 mnt 600oC/90 mnt Arang aktif 700oC/150 mnt 700oC/120 mnt 700oC/90 mnt Arang aktif 800oC/150 mnt

800oC/120 mnt 800oC/90 mnt Intensitas


(56)

29 Aktivasi arang pada suhu 600-800oC yang diikuti dengan pemberian uap air menyebabkan derajat kristalinitas arang aktif lebih menjadi rendah atau bersifat lebih amorf dibandingkan dengan arangnya. Sifat amorf tersebut terjadi karena jarak antar lapisan aromatik bertambah. Perubahan ini menyebabkan tingkat keteraturan yang semula tinggi (kristalin) berubah menjadi tidak beraturan (amorf) sehingga celah diantara kristalit semakin lebar. Hal tersebut didukung karena adanya pergeseran pada struktur kristalin arang aktif (Jimenez et.al., 1999 dan Schukin et.al., 2002). Pergeseran terjadi pada penambahan tinggi lapisan aromatik (Lc) yang diikuti dengan penyempitan lapisan aromatik (La) serta terjadinya peningkatan jumlah lapisan aromatik (Kercher dan Nagle, 2003), sehingga penyusutan ini menyebabkan celah diantara kristalit semakin lebar dan pori yang terbentuk bertambah besar (Pari, 2004).

Tabel 5. Struktur kristalit dan lapisan aromatik pada tempurung kemiri, arang dan arang aktif

No. Bahan baku X

(%)

θ (002)

(o)

d (nm)

θ (100)

(o)

d (nm)

Lc (nm)

N La

(nm)

1 Tempurung 24,08 22,08 0,4022 - - - - -

2 Arang 25,35 23,62 0,3763 43,35 0,2085 1,4524 6,97 26,0797

Arang aktif

3 600oC/ 90 mnt 21,99 23,92 0,3716 43,22 0,2091 1,4598 6,97 21,8319

4 700 oC/ 90 mnt 22,75 24,36 0,3650 43,06 0,2099 1,6070 7,66 16,1629

5 800 oC/ 90 mnt 23,42 24,38 0,3647 43,22 0,2091 1,7225 8,24 9,6229

6 600 oC/120 mnt 20,50 24,02 0,3701 43,12 0,2096 1,4600 6,97 14,5496

7 700 oC/120 mnt 20,50 24,25 0,3667 43,10 0,2097 1,6328 7,79 11,0846

8 800 oC/120 mnt 21,21 24,30 0,3659 43,30 0,2087 1,7697 8,48 9,3927

9 600 oC/150 mnt 18,74 23,58 0,3769 43,20 0,2092 1,4859 7,10 13,4860

10 700 oC/150 mnt 19,33 24,20 0,3674 43,14 0,2095 1,6563 7,91 10,7451

11 800 oC/150 mnt 20,53 24,60 0,3615 43,33 0,2086 1,7726 8,50 8,0890

Selanjutnya berdasarkan data diatas, peningkatan rata-rata suhu aktivasi menyebabkan derajat kristalinnya bertambah. Hal ini terjadi karena jarak antara lapisan aromatik (d) semakin dekat sehingga struktur kristalinya lebih rapat dan teratur. Hasil ini sejalan dengan penelitian Schukin et.al. (2002) dan Pari et.al.


(57)

(2006c). Berbeda dengan pengaruh suhu, rata-rata lama aktivasi justru akan membentuk struktur kristalin arang aktif yang lebih amorf. Dengan meningkatnya lama aktivasi, secara umum ada kecenderungan memperbesar jarak antar lapisan aromatik (d) yang menyebabkan celah diantara lapisan aromatik lebih besar . 4.1.3. Penampakan Permukaan Tempurung Kemiri, Arang dan Arang Aktif

Pengamatan tempurung kemiri, arang dan arang aktif pada penampang atas (transversal) secara visual dilakukan dengan menggunakan Scanning Electron Microscope (SEM) berkekuatan 20 kV. Pengambilan gambar pada penampang atas dan samping masing-masing menggunakan perbesaran 2.000 dan 1.500 kali.

Berdasarkan Gambar 12 terlihat bahwa pada penampang atas dan samping tempurung kemiri tidak terlihat adanya pori-pori yang terbuka. Hal ini menunjukkan bahwa permukaan tempurung masih ditutupi oleh senyawa hidrokarbon. Bentuk pori secara fisik yang dimaksudkan dalam penelitian ini berbeda dengan pori pada kayu, pori fisik disini menggambarkan rongga-rongga yang terdapat didalam zat padat tempurung kemiri, arang dan arang aktif.

Setelah dikarbonisasi pada suhu 500oC, pori-pori pada penampang atas mulai terlihat dengan diameter pori 0,676 – 4,074 μ yang didominasi pori berdiameter 1-2 μ sebanyak 54,22% (Tabel 6). Terbukanya pori pada penampang atas ternyata belum diikuti dengan terbentuknya pori pada penampang samping. Pemanasan sampai dengan suhu 500oC telah menyebabkan terdegradasinya komponen holoselulosa dan lignin yang menghasilkan produk gas (antara lain CO2, H2, CO, CH4 dan benzena), produk cair (tar, hidrokarbon dengan berat molekul tinggi dan air) dan produk padatan berupa arang (Vigouroux, 2001). Pada karbonisasi akan dihasilkan lebih banyak karbon, sedikit hidrogen dan oksigen, namun demikian pada arang masih terdapat cukup banyak senyawa hidrokarbon sebagaimana disajikan pada Lampiran 5. Senyawa tersebut akan menutupi permukaan arang yang menyebabkan kemampuan daya serap kemiri dalam bentuk arangnya masih terbatas.

Aktivasi arang menjadi arang aktif pada suhu diatas 500oC disertai dengan pengaliran uap air ternyata mampu membuka pori-pori kecil pada permukaan arang yang masih tertutup. Pori-pori pada arang yang telah diaktivasi mulai terlihat pada penampang samping. Jumlah pori-pori kecil berukuran 0-1 μ mendominasi ukuran pori yang ada yaitu sebesar 36,59-79,57 %, dimana fenomena tersebut dapat dilihat dari data pada Tabel 6 dan Gambar 12.


(58)

31

Penampang atas Penampang samping

Tempurung

Arang tempurung

Arang aktif (600oC/150 mnt)


(59)

Penampang atas Penampang samping

Arang aktif (800oC/150 mnt)

Arang aktif (800oC/120 mnt)

Arang aktif (800oC/ 90 mnt)

Gambar 12. Permukaan tempurung kemiri, arang dan arang aktif pada penampang atas (perbesaran 2.000x) dan samping (perbesaran

1.500x)

Diameter pori arang aktif meningkat sejalan dengan meningkatnya suhu dan waktu aktivasi. Menurut Novicio et.al. (1998) dan Bonelli et.al. (2001), pembentukan dan pembesaran pori disebabkan oleh penguapan komponen selulosa yang terdegradasi dan lepasnya zat terbang. Dengan berkurangnya senyawa hidrokarbon maka permukaan arang aktif semakin jelas terlihat. Komponen kimia yang masih tertinggal dalam arang aktif pada suhu aktivasi yang


(1)

Lampiran 1. Sidik ragam sifat arang aktif

Sumber Keragaman Jumlah

Kuadrat

Kuadrat Tengah

F hitung Pr > F

1. Kadar air

Suhu 14,04 7,02 0,80 0,4790 Waktu 3,33 1,66 0,19 0,8305 Suhu*Waktu 22,28 5,57 0,63 0,6505 2. Kadar abu

Suhu 0,51 0,25 2,18 0,1685 Waktu 0,20 0,10 0,86 0,4538 Suhu*Waktu 0,84 0,21 1,82 0,2088  3. Kadar zat terbang

Suhu 16,33 8,16 8,91 0,0073** Waktu 0,48 0,24 0,26 0,7758 Suhu*Waktu 2,72 0,68 0,74 0,5863 4. Karbon terikat

Suhu 12,85 6,43 11,25 0,0036** Waktu 1,25 0,63 1,10 0,3751 Suhu*Waktu 6,01 1,50 2,63 0,1053 5. Daya serap benzena

Suhu 190,65 95,33 12,68 0,0024** Waktu 35,20 17,60 2,34 0,1519 Suhu*Waktu 59,67 14,92 1,98 0,1807 6. Daya serap Formaldehida

Suhu 1040,48 520,24 12,98 0,0022** Waktu 121,76 60,88 1,52 0,2702 Suhu*Waktu 184,25 46,06 1,15 0,3938 7. Daya serap kloroform

Suhu 535,96 267,98 19,77 0,0005** Waktu 92,93 46,46 3,43 0,0782 Suhu*Waktu 139,84 34,96 2,58 0,1095 8. Daya serap karbon tetraklorida

Suhu 888,67 444,33 39,41 0,0001** Waktu 66,98 33,48 2,97 0,1022 Suhu*Waktu 101,25 25,31 2,25 0,1442 9. Daya serap iod

Suhu 423616,97 211808,49 73,95 0,0001** Waktu 35883,76 17941,88 6,26 0,0197* Suhu*Waktu 37297,81 9324,45 3,26 0,0653


(2)

Lampiran 2. Uji BNJ sifat arang aktif

Sifat Perlakuan

1. Kadar zat terbang s3

5,55 A s2 7,29 B s1 7,77 B

2. Karbon terikat s3

92,94 A s2 91,22 B s1 91,08 B

3. Daya serap benzena s3

18,78 A s2 13,39 B s1 11,00 B

4. Daya serap Formaldehida s3

31,31 A s2 18,35 B s1 13,25 B

5. Daya serap kloroform s3

29,42 A s2 21,15 B s1 16,22 C 6. Daya serap karbon tetraklorida s3

24,48 A s2 12,44 B s1 7,80 C

7. Daya serap iod s3

810,48 A s2 609,85 B s1 435,00 C w3 656,68 A w2 642,84 A w1 555,81 C Keterangan : 1. Suhu pembuatan arang aktif s1= 600 oC, s2=700 oC, dan s3=800oC

2. Lama pembuatan arang aktif w1=90, w2=120, dan w3=150 menit 3. Huruf yang sama dalam satu baris tidak berbeda nyata


(3)

Lampiran 3. Sidik ragam sifat fisis-mekanis MDF

Sumber Keragaman Jumlah

Kuadrat

Kuadrat Tengah

F hitung Pr > F

1. Kadar air 1,86 0,31 1,23 0,3505 2. Kerapatan 0,006 0,001 1,25 0,3421  3. Daya serap air 142,05 23,67 3,51 0,0248* 4. Pengembangan tebal 12,35 2,06 2,57       0,1217  5. MOE 187,44 31,24 1,96 0,1987 6. MOR 32801,52 5466,92 2,46 0,1323 7. Internal bound 35,62 5,94 2,92 0,0933

Lampiran 4. Uji BNJ sifat fisis-mekanis MDF

Sifat Perlakuan Daya serap air a3

14,39 A

a2 14,42

A

a1 14,46

A

a4 14,71

A

a5 17,8

AB

a6 19,68

B

a7 20,91

B Keterangan : 1. Aplikasi arang aktif pada MDF a1=p0s0, a2=p2s0, a3=p4s0, a4=p0s6, a5=p0s2,

a6=p0s4 dan a7=p0s6 persen


(4)

Lampiran 5. Komponen kimia tempurung kemiri, arang dan arang aktif hasil Pyr-GCMS

No. Tempurung Arang

Tempurung

1. Acetic acid Acetic acid

2. Acetol Nonacosanol

3. Acetol acetate Spironolactone

4. Acetone Tripropylsilydoxy

5. Acetovanillone Alanylglycin

6. Allyl cresol Benzene

7. Allyl salicylaldehyde Butylamine

8. Benzenediol dimethyl Naphthalene

9. Benzopyran Dimethylpyrimidin

10. Butyrolactone Dimethylpropiol

11. Carbamic acid Heptanamine

12. Chavicol Methyl phenyl butanol

13. Corylon Phenol

14. Cresol Diphenyl tetramethyl cyclotrisiloxane

15. Crotonaldehyde Xylene

16. Cyclohexadiene -

17. Cyclopentanedione -

18. Cyclopentenone -

19. Cyclopropyl carbinol -

20. Dihydroxy phenylalanine -

21. Diisoamylamine -

22. Dimethyl cyclopenten -

23. Dimethyl cyclopentenolone -

24. Dimethylfuran -

25. Dimethylphenol -

26. Dimethylresorcinol -

27. Dioxadiene -

28. Ethyl methylphenol -

29. Ethylcyclopentenolone -

30. Ethylguaiacol -

31. Ethylphenol -

32. Ethylresorcinol -

33. Furfural -

34. Furfuryl alcohol -

35. Hexatriene -

36. Hydroquinone -

37. Hydroxy dimethylbenzene -


(5)

Lampiran 5. Lanjutan

No. Tempurung Arang

Tempurung

39. Isoeugenol -

40. Isoprene -

41. Leucinol -

42. Levoglucosan -

43. Mesilaldehyde -

44. Methyl -

45. Methyl ethyl ketone -

46. Methyl butanone -

47. Methyl cyclopentenone -

48. Methyl ester -

49. Methyl furfural -

50. Methyl isopropenyl ketone -

51. Methyl terephth -

52. Methylfuran -

53. Methylpentyl propyl ether -

54. Methylpyrocatechol -

55. Pentadione -

56. Pentene -

57. Phenol -

58. Phenol ethenyl methoxy -

59. Phenol methoxy -

60. Phenylacetone -

61. Picein -

62. Propanoic acid -

63. Pyrocatechol -

64. Pyrylen -

65. Salicylaldehyde -

66. Styrene -

67. Succinaldehyde -

68. Tetramethylene sulfone -

69. Tetrazol ethanone -

70. Trimethyl isobutylpyrazine -

71. Vinylphenol -


(6)

Lampiran 5. Lanjutan

No. Arang aktif

600oC / 150 menit 700oC / 150 menit 800oC / 150 menit

1. Dodecanol Toluene Benzene

2. Biphenyl Dimethylsilydoxy Carbamic acid

3. Caprylene Dodecylphenanthrene Cyclopropyl carbinol

4. Nonanol Nonacosanol Hexadiyne

5. Decene Benzene Phosphoric acid

6. Salicyl denehydrazi Methylheptane -

7. Benzene Naphthalene -

8. Isopentyl benzene Isoprene -

9. Heptene Phosphoric acid -

10. Hexan phenyl propyl - -

11. Hexene - -

12. Dimethyl alpha cholestane - -

13. Isopropenyl alcohol - -

14. Methyl naphthalene - -

15. Naphthalene - -

16. Heptadecane phenethyl - -

17. Octamethyl - -

18. Pentadecanol - -

19. Phenylpropyl isobutyrate - -

20. Styrene - -

21. Tetradecane - -

22. Toluene - -

23. Tridecene - -

24. Triphenyl - -

25.. Undecane - -

26. Undecanol - -

27. Hexadiyne - -

28. Isoprene - -

29. Methyl cyclodecasiloxane - -

30. Pentadecane - -

31. Pentene - -

32. Propynoic acid - -

33. 34.

Xylene

Phosphoric acid