Pembuatan Arang Aktif Dengan Bahan Baku Limbah Teh Sebagai Peningkat Kualitas Fisik Air

36

Lampiran 1. Flow Chart Pelaksanaan Penelitian

Mulai
Pengambilan apas teh

Pengeringan ampas teh

Penyangraian ampas teh

H3PO4

Perendaman arang dengan aktivator

Penyaringan dan pencucian arang
aktif

Aquadest

pH 7

Pengovenan arang aktif

Penghitungan parameter
1. Kadar Abu
2. Kadar Air
3. Bagian yang hilang pada suhu 9500C
4. Kualitas Fisik Air

Selesai

Universitas Sumatera Utara

37

Lampiran 2. Perhitungan Kadar Air
Ulangan
Berat Awal (g)
Ulangan I
5
Ulangan II

5
Ulangan III
5
Rata-rata
5

1. Kadar air =

=

berat awal -berat akhir
berat awal arang

Berat Akhir (g)
4,773
4,713
4,710
4,732

Kadar Air (%)

4,53
5,73
5,80
5,35

x 100%

5 –4,773
x 100%
5

= 4,53%
2. Kadar air =

=

berat awal -berat akhir
berat awal arang

x 100%

5 –4,713
x 100%
5

= 5,73%
3. Kadar air =

=

berat awal -berat akhir
berat awal arang

x 100%

5 – 4,710
x 100%
5

= 5,80%

Universitas Sumatera Utara

38

Lampiran 3. Perhitungan Kadar Abu
Ulangan
Berat Awal (g)
Ulangan I
5
Ulangan II
5
Ulangan III
5
Rata-rata
5

1. Kadar Abu =

=

Berat Akhir (g)
0,283
0,260
0,237
0,780

Kadar Abu (%)
5,67
5,20
4,73
5,20

berat abu

x 100%
berat sampel
0,283
x 100%
5

= 5,67%
2. Kadar Abu =

=

berat abu

x 100%
berat sampel
0,260
x 100%
5

= 5,20%
3. Kadar Abu =

=

berat abu

x 100%
berat sampel
0,237
x 100%
5

= 4,73%

Universitas Sumatera Utara

39

Lampiran 4. Perhitungan Bagian yang Hilang pada Suhu 9500C
Ulangan
Berat Awal (g)
Berat Akhir (g)
Ulangan I
Ulangan II
Ulangan III

Rata-rata

5
5
5
5

1. Bagian menguap =

0,270
0,283
0,247
0,267

Bagian yang
Hilang 9500C (%)
94,60
94,33
95,07
94,67

berat awal arang - berat pemanasan
x 100%
berat awal

=

5 – 0,270
x 100%
5

= 94,60%
2. Bagian menguap =

berat awal arang - berat pemanasan
x 100%
berat awal

=

5 – 0,283
x 100%
5

= 94,33%
3. Bagian menguap =

berat awal arang - berat pemanasan
x 100%
berat awal

=

5 – 0,247
x 100%
5

= 95,07%

Universitas Sumatera Utara

40

Lampiran 5. Gambar Proses Pembuatan Arang Aktif

Penjemuran Ampas Teh Basah

Ampas Teh Kering

Penyangraian Ampas teh

Arang Teh

Universitas Sumatera Utara

41

Aktivasi Arang Aktif

Arang Aktif Setelah Pencucian

Arang Aktif Teh

Universitas Sumatera Utara

42

Lampiran 6. Pengaplikasian Arang Aktif pada Air

Universitas Sumatera Utara

43

Lampiran 7. Hasil Pengaplikasian Arang Aktif Teh pada Air

Universitas Sumatera Utara

44

Lampiran 8. Gambar Pengujian Kualitas Fisik Air

Alat uji TDS air

Alat uji warna air

Alat uji kekeruhan air

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR PUSTAKA
Alfathoni, G., 2002. Rahasia Untuk Mendapatkan MutuProduk Karbon Aktif
Dengan
SerapanIodin
Diatas
1000
Mg/G.
Diakses
dari
http://digilib.itb.ac.id [5 Desember 2015].
Argo, B., 2004. Understanding pH Management and Plant Nutrition. Journal of
The International Phalaenopsis Alliance. 13 (4).
Bergeyk V.K. dan I.A.J. Liedekerden, 1981.Teknologi ProsesJilid 1. Bhratara
Karya Aksara, Jakarta.
Bernasconi, G. H. Gerster, H. Hauser, H.Stauble, dan E. Scheiter, 1995.
Teknologi Kimia 2. Penerjemah Lienda Handojo. Pradnya Paramita,
Jakarta.
BSN, 1995. Mutu dan Cara Uji Arang Aktif Teknis. SNI 06-7370-1995. Badan
Standardisasi Nasional Indonesia, Jakarta.
Cahyono, E.W., 2006. Pengaruh Pemanasan Global Terhadap Lingkungan Bumi.
Bidang Pengkajian Ozon dan Polusi Udara, Lapan.
Desrosier, N.W., 1988. Teknik Pengawetan Pangan. Universitas Indonesia,
Jakarta.
Dewan

Teh
Indonesia,
2015.
Pemasaran
Teh.
http://indonesiateaboard.org [5 desember 2015]

Diakses

dari

Fiberti, E. 2002. Pengaruh Benberapa Tingkat Penggunaan Ampas Teh dalam
Ransum Bentuk Pellet Terhadap Performan Kelinci Persilangan Lepas
Sapih. Bogor: Fakultas Peternakan, Institut Pertanian Bogor.
Ghani, M. A., 2002. Dasar-Dasar Budidaya Teh. Penebar Swadaya, Jakarta.
Kirk, O., 1992.Encyclopediaof Chemical Technology 2 Edition Vol 4. John Willy
and Sons, London.
Kurniawan, O. Dan Marsono, 2008. Superkarbon, Bahan Bakar Alternatif
Pengganti Minyak Tanah dan Gas. Penebar Swadaya, Jakarta.
Lempang, M., 2014. Pembuatan dan Kegunaan Arang Aktif. Balai Penelitian
Kehutanan Makassar, 11 (2): 65-80.
Mahvi, A.H, Naghipour D, Vaezi F, Nazmara S. 2005. Teawaste As An Adsorben
For Heavy Metal Removal from Industrial Wastewaters. Am J App Sci
2(1):372- 375.
Maulana, A., 2008. Pembuatan Karbon Aktif Berbahan Dasar Petroleum Coke dengan
Metoda Aktivasi Kimiawi. Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok.

33
Universitas Sumatera Utara

34

Menkes, 1990. Peraturan Menteri KesehatanNomor : 416/Men.Kes/Per/Ix/1990.
Murti, S., 2008. Pembuatan Karbon Aktif dari Tongkol Jagung untuk Adsorbsi
Molekul Amonia dan ion Krom. Universitas Indonesia, Depok.
Nagakawa, Y. M. Molina-Sabioand F. Rodriguez-Reinoso, 2007. Modification Of
The Porous Structure Along The Preparation Of Activated Carbon
Monoliths With H3PO4 And ZnCl2. Universidad de Alcante, Spain.
Nasution, A. H., 2003 Perencanaan dan Pengendalian Produksi. Penerbit Guna
Widya, Surabaya.
Nurcahyani, E.P. C.I. Sutrisno dan Surahmanto, 2006. Utilitas Ampas Teh yang
Difermentasi dengan Aspergillus niger di dalam Rumen. Fakultas
Peternakan, Universitas Diponegoro, Semarang.
Nurdiansah, H. dan D. Susanti, 2013. Pengaruh Variasi Temperatur Karbonisasi
danTemperatur
Aktivasi
Fisika
dari
ElektrodaKarbon
Aktif
TempurungKelapa danTempurung Kluwak Terhadap NilaiKapasitansi
Electric Double Layer Capacitor(EDLC). Jurnal Teknik Pomits, 2 (1):
2337-3539.
Putro, A., 2010. Proses Pengambilan Kembali Bioetanol Hasil Fermentasi Dengan
Metode Adsorpsi Hidrophobik. Fakultas TeknikUniversitas Diponegoro,
Semarang.

Rahayu, S.P., 2011. Modul TOT Penyuluh Pertanian dalam Rangka Peningkatan
Kesadaran Petani Terhadap Isu-Isu Perubahan Iklim serta Mitigasi dan
Adaptasinya. Muhammadiyah Disaster Management Center, Yogayakarta.
Ramdja, A.F. M. Halim, dan J. Handi, 2008. Pembuatan Karbon Aktif dari
Pelepah Kelapa (Cocus Nucifera). Jurnal Teknik Kimia, 2 (15).
Ruthven, D.M., 1984. Principless of Adsorbtion and Adsorbtion Processes. John
Wiley & Sons, Inc, USA.
Sembiring, M.T. dan T.S. Sinaga, 2013. Arang Aktif (Pengenalan dan Proses
Pembuatannya). USU Press, Medan.
Shofa, 2012.Pembuatan Karbon Aktif Berbahan Baku Ampas Tebu Dengan
Aktivasi Kalium Hidroksida. Universitas Indonesia, Jakarta.
Soeharjo, H., 1996. Vademecum Teh. PTPN IV Persero, Pematang Siantar.
Soilfoodweb,
2001.
Compost
Tea
Defined.
http//www.soilfoodweb.com[5 Desember 2015].

Diakses

dari

Spiline, J., 1992. Komoditi Teh: Peranannya dalam Perekonomian Indonesia.
Kanisius.Yogyakarta.

Universitas Sumatera Utara

35

Sudradjat, R. dan G. Pari, 2011. Arang Aktif Teknologi Pengolahan dan Masa
Depannya. Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan,
Jakarta.TentangSyarat-Syarat Dan Pengawasan Kualitas Air. Mentri
Kesehatan Republik Indonesia, Jakarta.
Sudradjat, R. Dan S. Soleh, 1994. Petunjuk Teknis Pembuatan Arang Aktif. Pusat
Litbang Hasil Hutan dan Sosial Ekonomi Kehutanan, Bogor.
Sudibandriyo, M., 2003. Ph. Dissertation: A Generalized Ono-Kondolatice Model
for High Pressure on Carbon Adsorben. Oklahoma: Oklahoma State
University.
Sumestri, S. Santika dan G. Alaerts, 1987. Metoda Penelitian Air. Penerbit Usaha
Nasional, Surabaya.
Tjitrosoepomo, G., 2004. Taksonomi Tumbuhan (Spermatophyta). UGM-Press,
Yogyakarta.
Weber-Scannel, P.K. and L.K. Duffy, 2007. Effects of Total Dissolved Solids on
Aquatic Orgnisms: A Review of Literature and Recommendation for
Salmonid Species. American Journal of Environmental Sciences, 3 (1): 16.
Yuliani dan Rahardjo, 2012. Panduan Praktikum Ekofisiologi. Universitas Negeri
Surabaya, Surabaya.

Universitas Sumatera Utara

METODOLOGI PENELITIAN

Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian ini akan dilakukan di Laboratorium Keteknikan Pertanian
Program Studi Keteknikan Pertanian Fakultas Pertanian Universitas Sumatera
Utara dan dianalisis di Laboratorium Laboratorium Ilmu Kealaman Dasar
Fakultas MIPA Universitas Sumatera Utara dan Balai Standardisasi Industri
Medan yang dilaksanakan mulai bulan Februari sampai dengan selesai.
Bahan dan Alat Penelitian
Adapun bahan-bahan yang digunakan pada penelitian ini yaitu limbah teh
sebagai media penelitian, H3PO4sebagai aktivator arang aktif, saringan sebagai
penyaring dan aquadest sebagai pencuci arang aktif.
Adapun alat-alat yang digunakan pada penelitian ini yaitu alat penyangrai
sebagai penyangrai media penelitian, ayakan sebagai pengayak media penelitian,
oven sebagai pengering bahan dan juga aktivasi, termometer sebagai pengukur
suhu dan wadah sebagai tempat aktivasi.
Metodologi Penelitian
Dalam penelitian ini pengumpulan data akan dilakukan dengan
eksperimental dan dengan cara studi literatur dari buku pustaka dan jurnal-jurnal
penelitian yang berkaitan dengan uji kadar abu, uji kadar air, uji bagian yang
hilang pada suhu 9500C dan uji kualitas fisik air.
Persiapan Bahan penelitian
-

Diambil limbah teh dari pabrik Sinar Sosro Rekso Company.
18
Universitas Sumatera Utara

19

-

Dikurangi kadar air dari limbah teh.

-

Disangrai limbah teh yang sudah dikeringkan hingga menjadi arang.

-

Diayak arang teh dengan ayakan 20 mesh.

-

Dilakukan perendaman dengan larutan aktivator H3PO4selama 24 jam.

-

Disaring arang dengan kertas saring dan dicuci dengan aquadest hingga
pH 7.

-

Diovenkan arang aktif pada suhu 1050C selama 2 jam.

Prosedur Penelitian
-

Disiapkan arang aktif

-

Ditimbang bahan yang akan dianalisis

-

Dilakukan analisis terhadap arang aktif

-

Diaplikasikan arang aktif sebagai penjernih air

-

Dilakukan analisis terhadap air yang telah diernihkan

Parameter Penelitian
1. Kadar Air
Kandungan air yang terkandung pada arang aktif. Dapat dilakukan
dengan mengambil sampel arang aktif ditimbang sebanyak 5 gram
kemudian diovenkan selama 1 jam pada suhu 105oC kemudian
didinginkan sampai berat konstan dan dihitung dengan rumus:
Kadar air =

berat awal -berat akhir
berat awal arang

x 100%

Universitas Sumatera Utara

20

2. Kadar Abu
Kandungan abu yang terdapat pada arang aktif. Dapat dilakukan
dengan mengambil sampel arang aktif dan ditimbang sebanyak 5 gram
kemudian diabukan pada furnace selama 2 jam ketika suhu sudah stabil
800oC lalu didinginkan dan dihitung dengan rumus:
Kadar Abu =

berat abu

x 100%
berat sampel

3. Bagian yang Hilang pada 9500
Berapa banyak kandungan arang aktif yang hilang ketika dilakukan
pemanasan pada suhu 9500C. Dapat dilakukan dengan mengambil sampel
arang aktif dan ditimbang sebanyak 5 gram kemudian dipanaskan pada
furnace selama 15 menit pada suhu stabil yaitu 950oC lalu didinginkan
dan dihitung dengan rumus:
Bagian menguap =

berat awal arang -berat pemanasan
x 100%
berat awal

4. Kualitas Fisik Air
Perubahan kualitas fisik air setelah diaplikasikan arang aktif limbah
teh yang meliputi:
a. Warna
Dapat digolongkan menjadi dua, yaitu warna yang dipengaruhi
bahan kimia dan warna yang dipengaruhi bahan kimia dan bahan
tersuspensi. Warna dapat dilihat secara visual.

Universitas Sumatera Utara

21

b. Bau
Dihasilkan dari bahan-bahan kimia ataupun tumbuhan dan hewan
yang terdapat dalam air. Bau dapat dicium dengan indera penciuman.
c. Suhu
Tergantung dengan suhu ruangan, dan dikategorikan normal
apabila suhu sama dengan suhu ruangan air tersebut berada.
d. Kekeruhan
Sifat optik air yang ditentukan berdasarkan banyaknya cahaya yang
diserap dan dipancarkan oleh bahan-bahan yang terdapat dalam air.
e. Jumlah Zat Terlarut
Bahan-bahan terlarut dan koloid yang berupa senyawa-senyawa
kimia dan bahan-bahan lain yang tidak tersaring kertas saring
berdiameter 0,45 µm.
f. Rasa
Pada air bersih yang normal tidak akan berasa, rasa muncul akibat
kandungan bahan-bahan kimia didalamnya. Dappat dirasa dengan
indera perasa manusia.

Universitas Sumatera Utara

HASIL DAN PEMBAHASAN
Berdasarkan dari penelitian diperoleh bahwa arang aktif teh sesuai dengan
SNI arang aktif untuk pengujian fisik dan dapat meningkatkan kualitas fisik air.
Hal ini dapat dilihat pada Tabel 4 berikut ini.
Tabel 4. Data Pengujian Arang Aktif Teh
Ulangan
U1
U2
U3
Rata-rata

Kadar
Air
(%)
4,53
5,73
5,80
5,35

Kadar
Abu
(%)
5,67
5,20
4,73
5,20

Kadar Zat
Menguap
(%)
94,60
94,33
95,07
94,67

Warna
(TCU)
75,33
75,33
87,50
79,39

Kualitas Fisik Air
Kekeruhan
TDS
Suhu
(NTU)
(mg/L)
(0C)
11,50
366,67
26
10,83
420
26
10,67
430
26
11
405,56
26

Rasa

Bau

Tdk
Tdk
Tdk
Tdk

Arang
Arang
Arang
Arang

Dari Tabel 4 dapat dilihat bahwa kadar air dan kadar abu arang aktif teh
sesuai dengan standar mutu arang aktif. Tetapi, kadar zat menguap tidak sesuai
dengan standar mutu arang aktif dengan persentase yang sangat tinggi. Kadar air,
kadar abu dan kadar zat menguap merupakan parameter syarat mutu arang aktif
secara fisik.
Dari Tabel 4 juga dapat kita lihat bahwa pengaplikasian arang aktif dapat
meningkatkan kualitas fisik air, meskipun dari beberapa parameter tidak
memenuhi standar mutu air bersih ataupun air minum tetapi arang aktif mampu
meningkatkan kualitas fisik air yang digunakan. Pada penelitian digunakan air
sungai deli dari bagian hulu dan telah bercampur air limbah sehingga kualitas fisik
air tersebut sangatlah buruk.
Proses pembuatan arang aktif teh ini sendiri memakan waktu kurang lebih
2 minggu dari mulai proses pengeringan selama 1 minggu, proses penyangraian 1
hari, proses aktivasi dan pengujian parameter selama kurang lebih 1 minggu.

22
Universitas Sumatera Utara

23

Kadar Air
Kadar air menunjukkan jumlah persentase air yang terkandung pad arang
aktif teh. Adapun hasil dari pengujian kadar air arang aktif dapat dilihat pada
Tabel 5 yang perhitungannya dapat dilihat pada Lampiran 2.
Tabel 5. Data Kadar Air
Ulangan
Berat Awal (g)
Ulangan I
5
Ulangan II
5
Ulangan III
5
Rata-rata
5

Berat Akhir (g)
4,773
4,713
4,710
4,732

Kadar Air (%)
4,53
5,73
5,80
5,35

Dari Tabel 5 diperoleh kadar air yang terkandung pada arang aktif sebesar
5,35%. Hasil ini sesuai dengan SNI 1995 yaitu untuk kadar air arang aktif serbuk
kandungan maksimum sebesar 15%. Dari ketiga ulangan diperoleh hasil kadar air
yang paling baik yaitu pada ulangan pertama karena faktor pengeringan tahap
akhir arang aktif yang lebih bagus sehingga kadar air yang dihasilkan lebih
sedikit. Pengeringan tahap akhir merupakan proses yang cukup berpengaruh
karena akan membuang air yang tersisa setelah pencucian.
Pada saat pencucian setelah aktivasi arang menjadi arang aktif, kadar air
arang aktif sukup tinggi yaitu 68,85% dimana berat arang aktif bertambah hampir
3 kali lipat dari berat awal sehingga proses pengeringan arang aktif setelah
pencucian merupakan tahapan penting untuk menentukan kadar air sesuai dengan
standar mutu arang aktif.
Kadar Abu
Kadar abu menunjukkan persentase abu yang terkandung pada arang aktif
setelah pemanasan suhu 8000C. Diperoleh hasil kadar abu arang aktif teh yang

Universitas Sumatera Utara

24

dapat dilihat pada Tabel 6 dan perhitungannya dapat dilihat pada Lampiran 3.
Tabel 6. Data Kadar Abu
Ulangan
Berat Awal (g)
Ulangan I
5
Ulangan II
5
Ulangan III
5
Rata-rata
5

Berat Akhir (g)
0,283
0,260
0,237
0,780

Kadar Abu (%)
5,67
5,20
4,73
5,20

Dari Tabel 6 diperoleh persentase kadar abu sebesar 5,20% dimana hasil
ini sesuai dengan SNI 1995 dengan kadar maksimum sebesar 10%. Kadar abu
merupakan pengujian arang aktif secara fisika, semakin sedikit abu yang
terkandung pada arang aktif maka semakin bagus pula arang aktif tersebut.
Jumlah kadar abu pada arang aktif berbanding lurus pada besarnya ukuran dari
partikel arang aktif tersebut (Ramdja dkk, 2008) semakin besar ukuran partikelnya
maka semakin besar pula persentase kadar abunya.
Bagian yang Hilang pada Suhu 9500C
Bagian yang hilang pada suhu 9500C sering juga disebut sebagai
persentase kadar zat terbang yang terkandung pada arang aktif. Adapun hasil dari
pengujian kadar zat terbang arang akgtif teh dapat dilihat pada Tabel 7 dan
perhitungannya dapat dilihat pada Lampiran 4.
Tabel 7. Data Bagian yang Hilang pada Suhu 9500C
Ulangan
Berat Awal (g)
Berat Akhir (g)
Ulangan I
Ulangan II
Ulangan III
Rata-rata

5
5
5
5

0,270
0,283
0,247
0,267

Bagian yang
Hilang 9500C (%)
94,60
94,33
95,07
94,67

Dari Tabel 7 dapat dilihat bahwa bagian yang hilang pada suhu 9500C
sangat tinggi yaitu sebesar 94,67% dimana jumlah ini tidak sesuai dengan SNI

Universitas Sumatera Utara

25

1995 dimana kadar maksimum yang diperbolehkan yaitu sebesar 25%. Jumlah
bagian yang hilang pada arang aktif teh ini sangat tinggi dikarenakan faktor alat
dimana pada saat pemanasan suhu mencapai suhu stabil 9500C sudah terjadi
proses pengabuan dan pada saat suhu tercapai, bahan di dalam alat tidak bisa
langsung diambil karena faktor panas yang masih sangat tinggi. Proses
pendinginan alat dari suhu tinggi ke suhu normal memakan waktu yang lama
sehingga arang aktif teh mengalami pengabuan lagi sehingga hasil yang diperoleh
sangat sedikit dan tidak sesuai dengan SNI.
Warna Air
Warna merupakan salah satu indikator penting dalam penentuan kualitas
fisik air karena warna dapat dilihat secara visual apakah air tersebut memiliki
kualitas yang baik atau tidak. Data hasil pengujian warna air ditampilkan pada
Tabel 8.
Tabel 8. Data Warna Air
Ulangan
Ulangan I
Ulangan II
Ulangan III
Rata-rata

Sebelum Treatment
(TCU)
231,33
231,33
231,33
231,33

Setelah Treatment
(TCU)
75,33
75,33
87,50
79,39

Dari Tabel 8 dapat dilihat setelah pengaplikasian arang aktif warna air
mengalami perubahan dan menjadi lebih baik kualitas warnanya. Berdasarkan
Menkes 1990, warna air tersebut tidak layak untuk dijadikan air minum karena
kadar maksimum yang diperbolehkan yaitu 15 TCU. Air tersebut juga tidak layak
digunakan untuk kebutuhan sehari-hari karena kadar warna yang tergolong cukup
tinggi dimana kadar yang diperbolehkan yaitu 50 TCU.

Universitas Sumatera Utara

26

Sesuai dengan Menkes (1990), air yang baik dikategorikan sebagai air
yang tidak berwarna secara visual. Dengan pengaplikasian arang aktif teh ini,
warna air berhasil diturunkan dari yang awalnya sangat tinggi. Penyebab warna
air yang dapat dikatakan kotor ini adalah banyaknya kotoran ataupun campuran
bahan kimia yang terdapat pada air tersebut. Pori-pori arang aktif akan menyerap
kotoran pada air yang menyebabkan warna air memiliki kualitas yang lebih baik
dari sebelumnya.
Pengujian warna dilakukan dengan pengujian laboratorium dengan
menggunakan lat Spectropometer dimana alat ini akan membaca warna air dan
hasilnya ditmpilkan pada program komputer. Pengujian dilakukan 2 kali pada
setiap sampel untuk mengkalibrasi dengan metode Pt.Co. Satuan yang digunakan
pada alat yaitu TCU (True Color Unit).
Kekeruhan Air
Kekeruhan adalah salah satu parameter penentu kualitas fisik air.
Kekeruhan biasanya ditentukan berdasarkan pengujian di laboratorium. Adapun
hasil dari pengujian kekeruhan ditampilkan pada Tabel 9.
Tabel 9. Data Kekeruhan Air
Ulangan
Sebelum Treatment
(NTU)
Ulangan I
36,67
Ulangan II
36,67
Ulangan III
36,67
Rata-rata
36,67

Setelah Treatment
(NTU)
11,50
10,83
10,67
11

Dari Tabel 9 dapat kita lihat dengan mengaplikasikan arang aktif pada air,
kekeruhan air turun dan bertambah kualitas fisik air tersebut. Dari hasil pengujian
diperoleh kekeruhan air setelah ditreatment yaitu 11 NTU dimana hasil ini sesuai

Universitas Sumatera Utara

27

dengan Permenkes 1990 dimana kadar maksimum yang diperbolehkan untuk air
bersih yaitu 25 NTU. Tetapi air tersebut tidak layak untuk air minum karena kadar
yang diperbolehkan maksimum yaitu 5 NTU.
Kekeruhan air terjadi disebabkan karena adanya penumpukan zat-zat padat
di dalam air, seperti zat organik, tanah, lumpur dan sebagainya (Sumestri, 1987).
Zat-zat tersebut sering melayang dan sulit mengendap yang menyebabkan
terjadinya kekeruhan pada air. Dengan pengaplikasian arang aktif, maka zat-zat
tersebut akan diserap untuk mengurangi tingkat kekeruhan pada air tersebut.
Pengujian kekeruhan air dilakukan di laboratorium dengan menggunakan
alat Spectropometer dengan melakukan pembacaan pada air sebanyak 2 kali untuk
mengkalibrasi. Satuan pada alat tersebut yaitu FAU (Formazine Attenution Unit)
atau setara dengan NTU (Nephelo Turbidity Unit).
Jumlah Zat Terlarut (TDS) Air
Jumlah zat terlarut menyatakan banyaknya zat yang terlarut pada air.
Adapun hasil pengujian TDS air ditampilkan pada Tabel 9.
Tabel 10. Data Jumlah Zat Terlarut Air
Ulangan
Sebelum Treatment
(mg/L)
Ulangan I
206,67
Ulangan II
206,67
Ulangan III
206,67
Rata-rata
206,67

Setelah Treatment
(mg/L)
366,67
420
430
405,56

Dari Tabel 10 dapat dilihat bahwa setelah pengaplikasian arang aktif
jumlah TDS pada air meningkat. Jumlah zat padat terlarut pada air tersebut masih
sesuai untuk air minum dan air bersih berdasarkan dengan Permenkes 1990
dimana kadar TDS maksimum yang diperbolehkan untuk air minum 1000 mg/L

Universitas Sumatera Utara

28

dan untuk air bersih 1500 mg/L.
Setelah pengaplikasian, jumlah zat terlarut semakin meningkat karena
arang aktif merupakan zat padat sehingga akan berikatan dengan air yang akan
mempengaruhi kadar TDS pada air. Menurut Weber-Scannel and Duffy (2007),
TDS adalah pengukuran garam organik, zat-zat organik dan material yang terlarut
pada air. Sehingga dengan diaplikasikan arang aktif maka TDS air akan semakin
bertambah pula.
TDS (Total Dissolved Solids) dikukur dengan berbagai macam metode,
pada penelitian ini digunakan metode EC (electrical Conductivity) dimana
menggunakan alat yaitu TDS Meter. TDS meter akan membaca berapa banyak
partikel yang terlarut pada air dengan cara mencelupkan alat pembaca pada air
(Argo, 2004). Satuan yang digunakan untuk jumlah zat terlarut yaitu mg/L.
Suhu Air
Suhu merupakan salah satu parameter penentu kualitas fisik air bersih.
Adapun hasil pengujian dari suhu air sebelum dan sesudah ditreatment
ditampilkan pada Tabel 11.
Tabel 11. Data Suhu Air
Ulangan
Ulangan I
Ulangan II
Ulangan III
Rata-rata

Sebelum Treatment (0C)

Setelah Treatment (0C)

29
29
29
29

26
26
26
26

Dari Tabel 11 dapat dilihat terjadi penurunan suhu pada air setelah di
treatment. Ini dikarenakan arang aktif teh telah meningkatkan kadar oksigen yang
terkandung pada air tersebut. Hal tersebut sesuai dengan literatur Yuliani dan

Universitas Sumatera Utara

29

Raharjo (2012) yang menyatakan bahwa tingginya suhu air akan mengurangi
kadar oksigen terlarut. Sebelum dilakukan treatment kadar oksigen yang
terkandung pada air tersebut kemungkinan sedikit maka suhu air yang dihasilkan
sedikit pula.
Dari Tabel 11 dapat diperoleh hasil bahwa arang aktif meningkatkan
kualitas suhu air karena sesuai dengan Permenkes 1990 dimana suhu air yang baik
adalah setara dengan suhu udara. Selain kadar oksigen yang mempengaruhi
perubahan suhu air tersebut adalah suhu udara di lingkungan sekitar. Sehingga
semakin tinggi suhu udara maka semakin tinggi pula suhu air tersebut.
Rasa Air
Rasa air merupakan salah satu parameter penentu kualitas fisik air yang
dapat dirasa langsung oleh penguji (organoleptik). Adapun hasil yang diperoleh
setelah pengujian ditampilkan pada Tabel 12.
Tabel 12. Data Rasa Air
Ulangan
Ulangan I
Ulangan II
Ulangan III

Sebelum Treatment

Setelah Treatment

Amis
Amis
Amis

Tidak Berasa
Tidak Berasa
Tidak Berasa

Dari Tabel 12 dapat dilihat setelah pengaplikasian arang aktif, rasa air
berubah menjadi lebih baik. Hasil yang diperoleh sesuai dengan standar mutu air
bersih yaitur tidak berasa. Arang aktif akan mengikat zat-zat organik yang
menyebabkan rasa amis atau tidak enak pada air tersebut sehingga kualitas fisik
air meningkat.
Sesuai dengan Menkes (1990), air yang baik adalah air yang tidak
memiliki rasa sama sekali. Untuk pengujian rasa dilakukan dengan cara

Universitas Sumatera Utara

30

organoleptik dengan 10 responden dan rata-rata menyatakan bahwa air yang telah
diaplikasikan tidakberasa sama sekali.
Bau Air
Bau air adalah salah satu parameter kualitas fisik air yang dapat diuji
dengan menggunakan panca indera manusia yaitu hidung. Adapun hasil yang
diperoleh dari pengujian bau air ditampilkan pada Tabel 13.
Tabel 13. Data Bau Air
Ulangan
Ulangan I
Ulangan II
Ulangan III

Sebelum Treatment

Setelah Treatment

Amis
Amis
Amis

Bau Arang
Bau Arang
Bau Arang

Dari Tabel 13 dapat dilihat bahwa setelah pengaplikasian arang aktif
terjadi perubahan bau terhadap air namun hasil yang diperoleh tidak sesuai dengan
standar mutu air yaitu tidak berbau. Hal ini dikarenakan partikel arang aktif yang
telah tercampur dengan air sehingga air menjadi bau arang. Faktor ukuran arang
yang tidak seragam mungkin juga mempegaruhi karena ada ukuran arang yang
sangat halus sehingga akan tercampur dengan air.
Pengujian bau air sendiri dilakukan dengan uji organoleptik yaitu dengan
mencium aroma air secara langsung dengan 10 responden. Dari keseluruhannya
responden menyatakan bahwa air setelah treatment berbau arang.
Rendemen
Rendemen arang diperoleh dari awal proses ampas teh basah hingga
menjadi arang aktif teh. Ampas teh basah yang diambil dari pabrik Sosro
sebanyak 35 kg yang menghasilkan ampas teh kering sebanyak 3,5 kg. Setelah

Universitas Sumatera Utara

31

dilakukan penyangraian, maka diperoleh arang teh sebanyak 1,5 kg dan diaktivasi
menjadi arang aktif. Setelah diaktivasi dan dilakukan pencucian serta pengeringan
diperoleh berat akhir arang aktif sebesar 1,2 kg. Sebanyak 300 gram arang aktif
hilang pada saat pencucian.
Dari data tersebut dapat diperoleh bahwa rendemen arang aktif sebesar
3,43%. Hasil tersebut dapat dikatakan sangat kecil, hal tersebut karena tingginya
kadar air pada ampas teh basah dan juga banyaknya kehilangan pada proses
penyangraian dan pencucian sehingga rendemen yang dihasilkan sangat kecil.
Apabila dilakukan perhitungan rendemen arang aktif dari arang teh maka
diperoleh rendemen sebesar 80%. Hasil tersebut dapat dikatakan baik karena
rendemen yang dihasilkan tinggi dan juga hanya berkurang 300 gram dari berat
arang teh sebelum aktivasi.

Universitas Sumatera Utara

KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
1. Limbah teh dapat dimanfaatkan menjadi arang aktif dan diaplikasikan sebagai
peningkat kualitas fisik air.
2. Persentase kadar air dan kadar abu arang aktif teh sesuai dengan syarat mutu
arang aktif yaitu sebesar 5,35% dan 5,20% sedangkan persentase kadar zat
menguap (pada suhu 9500C) tidak memenuhi syrat mutu arang aktif yaitu
sebesar 94,67%.
3. Pengaplikasian arang aktif teh terhadap air sungai Deli dapat meningkatkan
kualitas fisik air. Dari segi warna turun sebesar 79,39 TCU, dari segi
kekeruhan sebesar 11 NTU, untuk parameter kadar zat terlarut meningkat
sebesar 405,56 mg/L, parameter suhu turun menjadi 260C, rasa air berubah
menjadi tidak berasa, dan bau air menjadi bau arang.
Saran
1. Perlunya dilakukan pengujian pada parameter pengujian penyerapan sesuai
syarat mutu arang aktif.
2. Perlunya dilakukan penelitian lebih lanjut dengan bahan yang sama namun
berbeda aktivatornya.

32
Universitas Sumatera Utara

TINJAUAN PUSTAKA

Sejarah Teh
Tanaman teh pertama kali ditemukan di daratan China lebih tepatnya di
propinsi Szechwan. Menurut beberapa legenda, tanaman teh ditemukan oleh raja
yang sedang istirahat selepas perjalanan sekitar tahun 221-265 sesudah Masehi.
Ketika beristirahat, raja memasak air dan jatuhla sehelai daun dan itulah yang
kemudian dikenal sebagai tanaman teh. Pertama tanaman teh dikenal dengan
sebutan ch’a. Sejak tahun 589, minuman teh diperkenalkan ke masyarakat melalui
dinasti Sui (Soeharjo, 1996).
Botani Tanaman Teh
Klafisikasi tanaman adalah sebagai berikut
Kingdom

: Plantea

Divisio

: Spermatophyta

Subdivisio

: Angiospermae

Classis

: Dycotyledoneae

Ordo

: Guttiferales

Familia

: Theacheae

Genus

: Camelia

Spesies

: Camelia sinensis

(Tjitrosoepomo, 2004).

5
Universitas Sumatera Utara

6

Syarat Tumbuh
Dilihat dari berbagai faktor fisik lingkungan yang ada, faktor yang paling
berpengaruh terhadap tanaman teh adalah iklim, curah hujan dan juga tanah.
Iklim
Faktor iklim secara langsung sangatberpengaruh terhadap pertumbuhan
tanaman teh. Seperti cahaya matahari, suhu dan kelembaban udara, tingkat curah
hujan dan angin.
Cahaya Matahari
Sinar matahari juga sangat berpengaruh terhadap pertumbuhan tanaman
teh. Makin banyak sinar matahari maka pertumbuhan tanaman teh akan semakin
cepat, sepanjang curah hujan mencukupi. Apabila suhu mencapai 30 oC, maka
pertumbuhan tanaman teh akan terhambat. Maka dari itu diperlukan pohon
pelindung di daerah dataran rendah yang berguna untuk mengurangi intesitas sinar
matahari, sehingga suhu tidakmeningkat terlalu tinggi.
Suhu dan Kelembaban Udara
Selama proses pertumbuhannya, tanaman teh membutuhkan udara yang
dikategorikan sejuk agar dapat tumbuh dengan optimal.Suhu udara yang optimal
untuk perkembangan tanaman teh adalah dibawah suhu 25oC, dan pada siang hari
kelembaban relatif yang dibutuhkan tidak kurang dari 70%.

Universitas Sumatera Utara

7

Tingkat Curah Hujan
Curah hujan juga cukup berpengaruh dalam proses pertumbuhan tanaman
teh. Curah hujan tahunan yang bisa ditolerir tanaman teh

maksimal adalah

sebesar 2500mm, dengan curah hujan tahunan minimal sebesar 2000 mm.
Angin
Angin merupakan salah satu faktor yang penting dalam proses tanam teh.
Angin yang berasal dari dataran rendah membawa udara panas dan kering.Angin
yang bertiup kencang dapat menurunkan tingkat kelembaban di udara, meskipun
hanya berpengaruh sedikit pada kelembaban tanah lapisan bawah.
Ketinggian Tempat
Ketinggian tempat untuk penanaman teh yang diaplikasikan di Indonesia
ada 3 jenis yaitu pada ketinggian 400m diatas permukaan laut (dpl), 800m dpl dan
juga 1200m dpl.
Tanah
Tanah yang baik dan sesuai dengan kebutuhan tanaman teh adalah tanah
yang cukup subur dengan kandungan bahan organik cukup,tidak bercadas,serta
mempunyai derajat keasamaan (pH) antara 4,5 sampai 6,0 (Soehardjodkk, 1996).
Tanaman teh dapat tumbuh tinggi sekitar 6 sampai 9 meter.Di perkebunan
tanaman teh dipertahankan tinggi hanya sekitar 1 meter dengan pemangkasan
yang dilakukan secara berkala. Tanaman teh umumnya dapat dipetik secara terusmenerus setelah umur 5 tahun dan dapat memberi hasil daun teh cukup besar

Universitas Sumatera Utara

8

selama 40 tahun, kemudian diadakan kegiatan peremajaan tanaman teh
(Spillane, 1992).
Produksi Teh
Tanaman teh produktif adalah tanaman teh yang pucuk-pucuknya dipetik.
Tanaman menghasilkanmengalami giliran daun petik yaitu jangka waktu antara
satu pemetikan berikutnya dihitung dalam hari. Panjang pendeknya giliran petik
tergantung pada kecepatan pertumbuhan pucuk. Pada kebun teh baik produktif
maupun non produktif terdapat pohon pelindung,pohon pelindung yang umumnya
terdapat pada kebun teh adalah Crotalaria sp dan Theprosia sp. Pohon pelindung
didasarkan pada pertimbangan kemiringan lereng,arah lereng terhadap sinar
matahari dan angin (Nasution, 2003).
Pemetikan adalah pekerjaan memungut sebagian dari tunas-tunas teh
beserta daunnya yang masih muda,untuk kemudian diolah menjadi produk teh
kering yang merupakan komoditi perdagangan. Penelitian harus dilakukan
berdasarkan ketentuan-ketentuan sistem petikan dan syarat-syarat pengolahan
yang berlaku pemetikan berfungsi sebagai usaha membentuk kondisi tanaman
agar mampu berproduksi tinggi secara berkesinambungan (Ghani, 2002).
Limbah Teh
Ampas teh mengandung protein kasar27.42% (persen dalam berat
kering),lemak3.26%, kobalt 1.14%, fosfor 0.25%, dan seratkasar 20.39% (Fiberti,
2002). Tingginya kadar2serat dalam ampas teh ini dimanfaatkansebagai pakan
ternak.

Universitas Sumatera Utara

9

Ampas teh juga dapat digunakan sebagaikompos.Adanya penambahan
ampas teh inimenyebabkan terbangunnya struktur tanah,sehingga mengurangi
erosi. Pengaruh positiflainnya terhadap tanaman, yaitu membantutanaman
mengambil zat -zat hara yangdibutuhkan, menekan penyakit, danmengurangi
hilangnya nutrisi yang terdapatdalam air yang akan diserap tanamantersebut
(Soilfoodweb, 2001).
Menurut Mahvi (2005) menggunakan ampas teh sebagai adsorben untuk
logam berat timah,kadmium, dan nikel. Efektivitas ampas tehuntuk ketiga logam
ini, baik dalam bentuktunggal maupun campuran, bervariasi dari77.2% hingga
mencapai 100%.Umumnya adsorben dari bahan alamdiaktivasi terlebih dahulu
untukmeningkatkan kinerjanya.
Dalam pembuatan karbon aktif, kandungan ampas teh yang diperhitungkan
yaitu ligonesulosa. Kandungan lignoselulosan pada ampas teh cukup tinggi yaitu
sebesar 50,65% dengan pembagian jumlah lignin sebesar 8,41%, selulosa sebesar
33,54% dan hemiselulosa sebesar 8,70%. Hasil tersebut diperoleh dari ampas teh
yang difermentasikan dengan Aspergillus niger (Nurcahyani dkk, 2006).
Arang Aktif
Arang aktif merupakan senyawa karbon amorph, yang dapat dihasilkan
daribahan-bahan

yang

mengandung

karbon

atau

dari

arang

yang

diperlakukandengan cara khusus untuk mendapatkan permukaan yang lebih luas.
Aranng aktif sering juga digunakan sebagaiadsorben (penyerap). Daya serap
ditentukan oleh luas permukaan partikel dankemampuan ini dapat menjadi lebih
tinggi jika arang tersebut diaktivasi dengan aktivaktor berupa bahan-bahan kimia

Universitas Sumatera Utara

10

ataupun dengan pemanasan padatemperatur tinggi. Dengan demikian, arang akan
mengalami perubahan sifat-sifatfisika dan kimia (Sembiring dan Sinaga, 2003).
Arang aktif adalah suatu karbon yang mempunyai kemampuan daya serap
yang baik terhadap anion, kation, dan molekul dalam bentuk senyawa organik dan
anorganik, baik berupa larutan maupun gas. Beberapa bahan yang mengandung
banyak karbon dan terutama yang memiliki pori dapat digunakan untuk membuat
arang aktif. Pembuatan arang aktif dilakukan melalui proses aktivasi arang dengan
cara fisika atau kimia di dalam retort (Lempang, 2014).
Menurut Kirk (1992), arang aktif merupakan bahan yang banyak
digunakan di industri farmasi sebagai bahan absorben dan sebagai bahan pemucat
(bleaching), di depot-depot pengisian air mineral.Arang aktif dapat dibuat dari
arang hasil pembakaran biomassa dari tanaman seperti tempurung kelapa, kayu,
sekam padi, serbuk kayu gergaji dan tongkol jagung.Ditinjau dari sisi ekonomi
arang aktif dapat dijadikan menjadi suatu usuha menambah pendapatan ekonomi
keluarga.
Arang aktif termasuk ke dalam jenis adsorben, adapaun kategori adsorben
yang baik adalah sebagai berikut:
1. Mempunyai daya serap yang tinggi.
2. Berupa zat padat yang mempunyai luas permukaan yang besar.
3. Tidak boleh larut dalam zat yang akan diadsorpsi.
4. Tidak boleh mengadakan reaksi kimia dengan campuran yang akan
dimurnikan.
5. Tidak beracun.
6. Tidak meninggalkan residu berupa gas yang berbau.

Universitas Sumatera Utara

11

7. Mudah didapat dan harganya murah
(Putro, 2010).
Dehidrasi
Dehidrasi berarti mengendalikan kondisi iklim yang terdapat dalam suatu
ruangan atau lingkungan berukuran mikro (Desrosier, 1988). Dehidrasi biasa
dikenal dengan proses pengurangan kadar air dengan dilakukan pemanasan hingga
mencapai suhu 1700C.
Dehidrasi merupakan proses penghilangan kandungan yang air yang ada
dalam bahan baku karbon aktif dengn tujuan untuk menyempurnakan proses
karbonisasi dan dilakukan dengan cara menjemur bahan baku di bawah sinar
matahari atau memanaskannya dalam oven (Shofa, 2012).
Karbonisasi
Proses karbonisasi pada arang aktif yaitu proses pemanasan dimana
bertujuan untuk menghilangkan unsur-unsur lain pada bahan dimana hanya
tertinggal arang dan karbonnya saja (Nurdiansah dan Susanti, 2013). Proses
karbonisasi sebisa mungkin dilakukan tanpa oksigen sehingga hasil yang
diperoleh maksimal. Seringkali proses karbonisasi dilakukan pada lingkungan yng
tidak terbatas oksigennya sehingga hasil yang diperoleh berupa abu saja.
Menurut Kurniawan dan Marsono (2008) yang dimaksud dengan
karbonisasi adalah proses mengubah bahan organik menjadi karbon yang
berwarna hitam dengan melakukan pembakaran dalam ruang tertutup dan oksigen
seminimal mungkin. Proses karbonisasi dikatakan sempurna apabila hasil

Universitas Sumatera Utara

12

pembakaran berupa abu dan seluruh energi di dalam bahan organik dibebaskan ke
lingkungan secara perlahan.
Proses karbonisasi dapat dilakukan dengan cara tradisional maupun secara
modern. Unutk tahapan dari proses karbonisasi sendiri terdiri dari empat tahap
yaitu:
1. Pada suhu 100-1200C dimana akan terjadi penguapan dan akan terjadi
penguraian selulosa pada suhu 2700C.
2. Pada suhu 270-3100C terjadi reaksi ekstermik dimana selulosa terurai secara
intensif menjadi larutan piroligan gas kayu sedikit tar.
3. Pada suhu 310-5000C lignin akan terurai dan akan dihasilkan tar lebih banyak,
sedangkan larutan piroligan akan menurun, gas CO2 juga akan menurun
namun gas CO, CH4 dan H2 akan meningkat.
4. Pada suhu 500-10000C merupakan tahap pemurnian arang atau kadar karbon
(Sudrajat dan Soleh, 1994).
Aktivasi
Pada umumnya, karbon aktif dibuat dengan dekomposisi thermal dari
karbonisasi bahan yang dipanaskan pada suhu 700-11000C dengan menggunakan
uap ataupun karbon dioksida. Proses aktivasi ini bertujuan untuk menghilangkan
substansi pengarangan yang terbentuk selama proses pirolisis, dengan cara
membuka pori-pori dari bahan tersebut (Ruthven, 1984).
Aktivasi fisika adalah suatu perlakuan terhadap adsorben yang bertujuan
untuk memperbesar pori yaitu dengan cara memecahkan ikatan kimia atau
mengoksidasi molekul-molekul permukaan sehingga mengalami perubahan sifat
secara fisika yaitu luas permukaannya bertambah besar dan berpengaruh terhadap

Universitas Sumatera Utara

13

daya adsorpsi. Tujuan dari proses ini adalah mempertinggi volume, memperluas
diameter pori dan dapat menimbulkan beberapa pori yang baru (Maulana, 2008).

Aktivasi kimia pada pembuatan karbon aktif secara sederhana dibagi
menjadi 2 tahap. Tahapan yang pertama yaitu proses perendama dengan larutan
kimia dan tahapan yang kedua yaitu pemanasan untuk penyerapan zat-zat kimia.
Intinya, proses aktivasi kimia adalah untuk menyesuaikan proses penyerapan pada
karbon aktif (Nagakawa et.all, 2007).
Pengayakan
Pengayakan merupakanproses yang paling terkenal dan paling banyak
digunakan untuk memisahkan bahan partikel besar dengan bahan partikel
kecil.Sistem pemisahan didasarkan atas perbedaan ukuran dari bagian-bagian
yang akan dipisahkan. Ukuran besar lubang ayak untuk memisahkan bahan yang
kasar dengan bahan halussehingga bagian yang kasar tertinggal di atas ayakan
danbagian yang lebih halus jatuh melalui lubang(Bergeyk dan Liedekerken,
1981).
Ayakan biasanya berupa anyaman dengan mata jala (mesh) yang
berbentuk bujur sangkar atau empat persegi panjang, berupa pelat yang berlubanglubang bulat atau bulat panjang atau berupa kisi. Ayakan terbuat dari material
yang dapat berupa paduan baja, nikel, tembaga, kuningan, perunggu, sutera, dan
bahan-bahan sintetik.Material ini harus dipilih agar ayakan tidak lekas rusak baik
karena korosi maupun karena gesekan. Selain selama proses pengayakan ukuran
lubang ayakan harus tetap konstan (Bernasconidkk, 1995).
Struktur Arang Aktif

Universitas Sumatera Utara

14

Berdasarkan struktur fisik, arang aktif tersusun dari kristalin yang sangat
kecil atau disebut mikrokristalin. Arang aktif memiliki bentuk amorf dimana
dimana atom-atom karbon tersusun dan terikat secara kovalen dan berbentuk
heksagonal (Sudibandriyo, 2003). Ilustrasi dari susunan atom karbon dapat dilihat
pada Gambar 1.

Gambar 1. Struktur Fisika Arang Aktif
Berdasarkan struktur kimianya, arang aktif terdidir dari sebagian kecil
hidrogen dan oksigen yang terikat pada suatu gugus fungsi. Jumlah oksigen dan
hidrogen dikatakan sedikit karena sebagian besar lagi struktur arang aktif adalah
atom karbon. Gugus fungsi yang terdapat pada arang aktif terbentuk selama
proses aktivasi akibat adanya interaksi radikal antara karbon dengan oksigen atau
nitrogen dari atmosfer yang menjadikan arang aktif reaktif secara kimia serta
dengan proses inilah penentuan sifat adsosbsi arang aktif berpengaruh
(Murti, 2008). Ilustrasi dari struktur kimia arang aktif ditampilkan pada Gambar 2.

Gambar 2. Struktur Kimia Arang Aktif
Jenis dan Sifat Arang Aktif

Universitas Sumatera Utara

15

Selama ini arang hanya diketahui sebagai bahan bakar, namun masyarakat
tidak banyak mengetahui arang aktif dengan fungsinya di berbagai bidang
industri. Pemakaian arang aktif pada berbagai industri diantaranya adalah:
1. Industri makanan: penyaring warna, bau dan rasa tidak enak pada makanan.
2. Industri pengolahan air minum: penghilang bau, warna, rasa yang tidak enak,
gas-gas beracun, zat pencemar air dan sebagai pelindung resin
3. Industri minuman: penghilang warna, bau dan rasa yang tidak enak.
4. Industri obat: penyaring warna dan senyawa yang tidak diinginkan.
5. Industri pengolahan limbah cair: pembersih air buangan dari pencemar warna,
bau, zat beracun dan logam berat.
6. Industri plastik: sebagai katalisator, pengangkut vinil chlorida dan vinil acetat.
7. Industri perikanan: pemurnian, menghilangkan bau dan warna.
8. Industri Gula dan Glukosa: menyerap senyawa nitrogen dan lyophilic kolloids.
9. Industri Minyak Goreng: penghilang peroksida, zat warna, rasa dan bau yang
tidak enak akibat proses sponifikasi.
10. Industri Karet: bahan pembuat polimer karet alam menjadi karet yang kuat dan
ulet, seperti karet ban mobil dan karet untuk seal
(Alfathoni, 2002).
Untuk pembagian arang aktif berdasarkan penggunaannya ada 2 yaitu:
1. Karbon aktif untuk fasa cair. Karbon aktif ini berbentuk serbuk dan biasanya
memiliki massa jenis rendah serta bahan mengandung lignin jadi biasanya
dihasilkan dari limbah hasil pertanian. Arang aktif jenis ini banyak digunakan
sebgaia penyerap bau, penghilang rasa dan juga pemurni larutan.
2. Karbon aktif fasa uap

Universitas Sumatera Utara

16

Karbon aktif ini berbentuk butiran dan memiliki massa jenis yang lebih besar
seperti tempurung kelapa sehingga biasa digunakan sebagai adsorbsi gas dan
uap lainnya.
(Shofa, 2012)
Syarat Mutu Arang Aktif
Syarat mutu arang aktif tergantung pada jenis bahan baku, cara pengolahan
teknologi serta ketepatan pengolahannya. Ada beberapa versi yang digunakan
dalam menentukan syarat mutu arang aktif. Di Indonesia telah membuat standar
kualitas sendiri yaitu SII 0258-79 yang kemurdian direvisi menjadi SNI 06 – 3730
– 1995. Berikut tabel persyaratan kualitas arang aktif. (Tabel 1).
Tabel 1. Standar Kualitas Arang Aktif menurut SNI 1995
Uraian
Bagian yang hilang pada pemanasan 9500C
%
Kadar air, %
Kadar abu, %
Bagian tidak mengarang
Daya serap teradap I2, %
Karbon aktif murni, %
Daya serap terhadap benzena, %
Daya serap terhadap biru metilen, mg/g
Berat jenis curah
Lolos mesh 325, %
Jarak mesh, %
Kekerasan, %

Prasyarat Kualitas
Butiran
Serbuk
Maks. 15

Maks. 25

Maks. 4,5
Maks. 2,5
0
Min. 750
Min. 80
Min. 25
Min. 60
0,45-0,55
90
80

Maks. 15
Maks. 10
0
Min. 750
Min. 65
Min. 120
0,3-0,35
Min. 90
-

(BSN, 1995)
Syarat Mutu Air Bersih
Nilai standar kualitas air bersih ditentukan dari kualitas data percobaan
dan penentuan dari si penentu (judgemental) sehingga nilai standar kualitas akan
berbeda-beda pada tiap bahan kimia. Di Indonesia ada beberapa standar kualitas
acuan yang digunakan, salah satunya adalah Peraturan Menteri Kesehatan. Berikut

Universitas Sumatera Utara

17

tabel persyaratan kualitas fisik air berdasarkan Permenkes No. 416 tahun 1990
(Tabel 2).

Tabel 2. Standar Kualitas Fisik Air Minummenurut Permenkes Tahun 1990
Kadar
No
Parameter
Satuan
Keterangan
Maksimum
1
2
3
4
5
A
FISIKA
1
Bau
Tidak Berbau
Jumlah Zat Padat
2
mg/L
1000
Terlarut
3
Kekeruhan
Skala NTU
5
4
Rasa
Tidak Berasa
0
C
5
Suhu
Suhu udara
6
Warna
Skala TCU
15
(Menkes, 1990).
Tabel 3. Standar Kualitas Fisik Air Bersih menurut Permenkes Tahun 1990
Kadar
No
Parameter
Satuan
Keterangan
Maksimum
1
2
3
4
5
A
FISIKA
1
Bau
Tidak Berbau
Jumlah Zat Padat
mg/L
1500
2
Terlarut
3
Kekeruhan
Skala NTU
25
4
Rasa
Tidak Berasa
0
C
5
Suhu
Suhu udara
6
Warna
Skala TCU
50
(Menkes, 1990).

Universitas Sumatera Utara

PENDAHULUAN

Latar Belakang
Dewasa ini, masalah lingkungan merupakan topik yang paling sering
dibahas. Terutama masalah-masalah lingkungan yang muncul akibat pemanasan
global. Banyak permasalahan yang telah terjadi akibat pemanasan global, seperti
kenaikan permukaan air laut yang menyebabkan banjir ekstrim maupun
kekeringan yang akan mengganggu siklus hidrologi dan tentunya menggangu
sektor pertanian (Cahyono, 2006). Akibat kekeringan yang terjadi, terjadi
penumpukan sedimen di sumber air dan akan megakibatkan kapasitas
penampungan air menurun tajam dan juga penurunan kualitas fisik air
(Rahayu, 2011).
Air merupakan salah satu elemen penting bagi kelangsungan hidup
manusia. Dengan menurunnya kualitas fisik air, maka akan berdampak langsung
terhadap kehidupan manusia. Salah satu dampak yang jelas yaitu terganggunya
kesehatan, karena air yang digunakan untuk kehidupan sehari-hari harus kategori
air bersih sehingga jika kualitas fisik air rendah maka air tidak akan layak untuk
digunakan dalam kehidupan sehari-hari.
Salah satu cara yang dapat dilakukan untuk mengatasi masalah kualitas
fisik air yaitu dengan membuat arang aktif. Arang aktif atau biasa disebut karbon
aktif merupakan arang yang telah dimurnikan, dimana gugus karbonnya tidak
terikat dengan unsur lain serta permukaan dan pori-porinya juga tidak tercampur
dengan unsur lain (Sudradjat dan Pari, 2011). Selama ini arang dikenal sebagai

1
Universitas Sumatera Utara

2

bahan bakar namun, arang aktif ini memiliki beberapa fungsi, salah satunya
adalah sebagai adsorben (penyerap) untuk menjernihkan air.
Pembuatan arang aktif sekarang ini sudah banyak dikembangkan, apalagi
bahan bakunya dapat berupa limbah organik yang mengandung lignoselulosa.
Lignoselulosa apabila dipanaskan akan menghasilkan karbon yang relatif tinggi
yang merupakan syarat utama bahan penyusun karbon aktif (Sembiring dan
Sinaga, 2003). Salah satu limbah yang dapat digunakan sebagai bahan baku
pembuatan arang aktif adalah limbah teh.
Kita ketahui, sekarang ini konsumsi teh masyarakat cukup tinggi. Menurut
Dewan Teh Indonesia (2015), konsumsi teh Indonesia sebesar 350 g/kapita/tahun
dan untuk minuman teh kemasan mencapai 28% konsumsinya. Dengan data
tersebut, dapat diperkirakan limbah yang dihasilkan perharinya cukup besar.
Untuk mengatasi limbah teh yang tidak bernilai diolah menjadi sesuatu yang
bernilai salah satunya tadi dengan menjadikannya bahan baku arang aktif.
Arang aktif dengan bahan baku limbah teh ini akan menyerap unsur-unsur
logam yaitu besi yang menyebabkan kekeruhan air sehingga air akan menjadi
lebih jernih serta akan aman dikonsumsi. Limbah teh sendiri memiliki sifat
adsorben yang baik sehingga sangat baik diolah menjadi arang aktif. Dengan
bahan baku limbah organik, otomatis biaya produksi arang aktif akan lebih murah
karena kendala pengembangan arang aktif selama ini ada di biaya produksinya.

Universitas Sumatera Utara

3

Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk:
1. Menghitung persentase kadar air, kadar abu dan bagian yang hilang pada
suhu 9500C pada arang aktif limbah teh.
2. Menghitung kualitas fisik air setelah pengaplikasian arang aktif limbah
teh.
Hipotesis Penelitian
1. Diduga ada pengaruh arang aktif limbah teh terhadap mutu arang aktif
yang dihasilkan
2. Diduga ada pengaruh pengaplikasian arang aktif limbah teh terhadap
peningkatan kualitas fisik air.
Batasan Penelitian
Penelitian ini hanya membahas pemanfaatan limbah teh sebagai bahan
baku pembuatan arang aktif dan diaplikasikan sebagai peningkat kualitas fisik air.
Kegunaan Penelitian
Adapun kegunaan dari penelitian ini adalah :
1.

Bagi

penulis

yaitu

sebagai

bahan

untuk

menyusun

skripsi

yangmerupakan syarat untuk menyelesaikan pendidikan di Program Studi
Keteknikan Pertanian Fakultas Sumatera Utara.
2.

Bagi mahasiswa, sebagai informasi pendukung untuk melakukan
penelitian lebih lanjut mengenai arang aktif dengan bahan baku limbah
teh.

Universitas Sumatera Utara

4

3.

Bagi masyarakat, sebagai bahan informasiarang aktif dengan limbah teh
sebagai penjernih air.

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK
DITA ANASTASIA SARAH ZURENAHUSLA : Pembuatan Arang Aktif dengan
Bahan Baku Limbah Teh sebagai Peningkat Kualitas Fisik Air, dibimbing oleh
AINUN ROHANAH dan SAIPUL BAHRI DAULAY.
Penelitianinibertujuanuntukmengetahuikualitasfisik
air
akibatpengaruhaplikasiarangaktiflimbahteh yang telah dikarbonisasi dengan cara
disangrai
serta
diaktivasi
dengan
larutan
HPO
danuntukmengetahuipersentasekadar
air,
kadarabu
dan
bagian
yang
hilang
3
4
pada suhu 9500C pada arangaktif yang sesuaisyaratmutuarangaktif.
Penelitianinidilakukan
di
LaboratoriumKeteknikanPertanianFakultasPertanianUniversitas Sumatera Utara
padaFebruarisampai
April
2016.
Metode
yang
digunakanpadapenelitianinidenganeksperimentaldandengancarastudiliteratur
darisumber yang berkaitandenganujikadarabu, ujikadar air, ujibagian yang
hilangpadasuhu 9500C danujikualitasfisikair.
Hasilpenelitianinimenunjukkanbahwapengaplikasianarangaktifpada
air
sungai
Deli
dapatmemperbaikidanmeningkatkankualitasfisik
air
dengansyaratpersentasekadar air arangaktif dan kadarabuarangaktifyang
digunakanmengandung 5.35% dan5.20 %.
Kata kunci : limbah teh, H3PO4, arang aktif, syarat mutu arang aktif.

ABSTRACT
DITA ANASTASIA SARAH ZURENAHUSLA: Activated Carbon from Tea
Waste to Increase Water’s Physical Quality, supervised by AINUN ROHANAH
and SAIPUL BAHRI DAULAY.
The research was aimed to know water’s physical quality after activated
carbon applicated which has been roasted carbonized and activated with H3PO4and to know the percentation of moisture content, ash content and vollatile
matter of activated carbon which appropriate with quality standard of activated
carbon.
The research was done in Agricultural Engineering Laboratory
Agriculture Faculty University of North Sumatera from February till April 2016.
The method of the research was experimental and literature studying from related
sourceswith the experiment,and moisture content, ash content, vollatile matter
and water’s physical quality were tested.
The results proved that the application of activated carbon to Deli river
water could fix and increase water’s physical quality with the quality standard of
moisture content and ash content of 5,35% and 5,20% respectively.
Keywords: tea waste, H3PO4, activated carbon, quality standard of
activated carbon

i
Universitas Sumatera Utara

PEMBUATAN ARANG AKTIF DENGAN BAHAN BAKU
LIMBAH TEH SEBAGAI PENINGKAT KUALITAS FISIK AIR

SKRIPSI

DITA ANASTA