Penggunaan ZnCl2 sebagai Aktivator Karbon Aktif dari Limbah Padat Agar dan Aplikasinya sebagai Adsorben pada Limbah Cair Industri Tahu

i

PENGGUNAAN ZnCl2 SEBAGAI AKTIVATOR KARBON
AKTIF DARI LIMBAH PADAT AGAR DAN APLIKASINYA
SEBAGAI ADSORBEN PADA LIMBAH CAIR INDUSTRI
TAHU

DINI AULIA PRASTIWI

DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERAIRAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

ii

iii

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER
INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul “Penggunaan ZnCl2
sebagai Aktivator Karbon Aktif dari Limbah Padat Agar dan Aplikasinya sebagai
Adsorben pada Limbah Cair Industri Tahu” adalah benar karya saya dengan
arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun 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 skripsi ini.
Dengan ini saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada
Institut Pertanian Bogor.
Bogor, Februari 2014
Dini Aulia Prastiwi
NIM C34090020

iv

v

ABSTRAK
DINI AULIA PRASTIWI. Penggunaan ZnCl2 sebagai Aktivator Karbon Aktif
dari Limbah Padat Agar dan Aplikasinya sebagai Adsorben pada Limbah Cair

Industri Tahu. Dibimbing oleh JOKO SANTOSO dan YUSLI WARDIATNO.
Limbah padat agar merupakan salah satu bahan yang berpotensi sebagai bahan
baku karbon aktif. Limbah padat agar mengandung selulosa, hemiselulosa dan
lignin yang cukup tinggi. Penelitian ini bertujuan untuk menentukan konsentrasi
ZnCl2 dan waktu aktivasi terbaik pada tahapan aktivasi karbon aktif serta
menentukan efektivitas penggunaan karbon aktif sebagai adsorben limbah cair
tahu. Aktivasi karbon aktif dilakukan dengan perlakuan konsentrasi ZnCl2 10; 20;
30% dan waktu aktivasi 15; 20; 25 jam. Perlakuan aktivasi terbaik diperoleh dari
perlakuan konsentrasi ZnCl2 10% dan waktu aktivasi 25 jam dengan rendeman
karbon aktif 96,24%, kadar air 1,12%, abu 85,68%, zat mudah menguap 10,16%,
karbon aktif murni 4,25% dan daya serap iodium 579,12 mg/g. Karbon aktif dari
perlakuan terbaik tersebut diaplikasikan pada limbah cair tahu dengan perlakuan
kadar karbon aktif 0; 1; 2; 3% dengan lama periode kontak 0,5; 1; 1,5; 2 jam.
Perlakuan aplikasi dengan konsentrasi karbon aktif 3% dan lama periode kontak
1 jam mampu menurunkan nilai BOD, nilai TSS dan nilai pH secara signifikan
dari 3485,77 mg/L, 4249,38 mg/L, 681,33 mg/L dan 4,68 menjadi 1269,82 mg/L,
72 mg/L dan 4,09, namun tidak berpengaruh nyata terhadap nilai COD.
Kata kunci: adsorben, karbon aktif, limbah cair tahu, limbah padat agar, ZnCl2

ABSTRACT

DINI AULIA PRASTIWI. Using of ZnCl2 as Activator of Activated Carbon from
Agar Solid Waste and Its Application as Adsorbent for Tofu Industry Wastewater.
Supervised by JOKO SANTOSO and YUSLI WARDIATNO.
Agar solid waste is a material that has the potential as a raw material for activated
carbon. This waste contains high value of cellulose, hemicellulose and lignin. The
study aims to determine the best concentration of ZnCl2 and best activation time
on activation step and to determine the effectiveness of the using of activated
carbon as adsorbent for tofu wastewater treatment. The activation step was carried
out with ZnCl2 concentration of 10; 20; 30% and activation time of 15; 20; 25
hours. The best activation treatment was obtained from the treatment of 10%
ZnCl2 concentration and 25 hours of activation time with activated carbon’s yield
96.24%, moisture content 1.12%, ash 85.68%, volatile matter 10.16%, carbon
yield 4.25% and absorption of iodine 579.12 mg/g. Activated carbon from the best
treatment applied to tofu wastewater treatment with activated carbon levels of 0;
1; 2; 3% and contact period of 0.5; 1; 1.5; 2 hours. Application treatment with
activated carbon level of 3% and 1 hour contact period decreased the value of
BOD, TSS and pH from 3485.77 mg/L, 4249.38 mg/L, 681.33 mg/L and 4.68 to
1269.82 mg/L, 72 mg/L dan 4.09 significantly, however it did not affect the COD
value.
Keywords: adsorbent, activated carbon, tofu wastewater, agar solid waste, ZnCl2

vi

vii

© Hak Cipta Milik IPB, Tahun 2014
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang
Dilarang mengutip sebagian atau seluruh karya tulis ini tanpa mencantumkan
atau menyebutkan sumbernya. Pengutipan hanya untuk kepentingan pendidikan,
penelitian, penulisan karya ilmiah, penyusunan laporan, penulisan kritik, atau
tinjauan suatu masalah; dan pengutipan tersebut tidak merugikan kepentingan
IPB
Dilarang mengumumkan dan memperbanyak sebagian atau seluruh karya tulis ini
dalam bentuk apa pun tanpa izin IPB

viii

ix

PENGGUNAAN ZnCl2 SEBAGAI AKTIVATOR KARBON

AKTIF DARI LIMBAH PADAT AGAR DAN APLIKASINYA
SEBAGAI ADSORBEN PADA LIMBAH CAIR INDUSTRI
TAHU

DINI AULIA PRASTIWI

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Perikanan pada
Departemen Teknologi Hasil Perairan

DEPARTEMEN TEKNOLOGI HASIL PERAIRAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2014

x

xi

Judul Skripsi : Penggunaan ZnCl2 sebagai Aktivator Karbon Aktif dari Limbah
Padat Agar dan Aplikasinya sebagai Adsorben pada Limbah Cair
Industri Tahu
Nama
: Dini Aulia Prastiwi
NIM
: C34090020
Program Studi : Teknologi Hasil Perairan

Disetujui oleh

Dr Ir Joko Santoso, MSi
Pembimbing I

Dr Ir Yusli Wardiatno, MSc
Pembimbing II

Diketahui oleh

Dr Ir Joko Santoso, MSi
Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

xii

KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah memberikan
rahmat serta hidayah-Nya sehingga penyusunan skripsi yang berjudul
“Penggunaan ZnCl2 sebagai Aktivator Karbon Aktif dari Limbah Padat Agar dan
Aplikasinya sebagai Adsorben pada Limbah Cair Industri Tahu” ini dapat
diselesaikan. Skripsi disusun dalam rangka memenuhi salah satu syarat untuk
menyelesaikan studi di Departemen Teknologi Hasil Perairan, Fakultas Perikanan
dan Ilmu Kelautan, Institut Pertanian Bogor.
Penulis mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah
membantu dalam penulisan dan penyusunan skripsi ini, terutama kepada :
1 Dr Ir Joko Santoso, MSi dan Dr Ir Yusli Wardiatno, MSc selaku dosen
pembimbing atas segala bimbingan dan pengarahan yang diberikan kepada
penulis

2 Dr Majariana Krisanti, SPi, MSi selaku dosen penguji atas masukan dan
pengarahan kepada penulis sehingga penulisan skripsi ini dapat terselesaikan
dengan baik
3 Ir Djoko Poernomo, BSc dan Ir Winarti Zahiruddin, MS selaku dosen
pembimbing akademik atas arahan dan bimbingan yang diberikan kepada
penulis
4 Pihak PT Agarindo Bogatama dan PT Sari Bumi, atas kerjasamanya dalam
proses pengambilan sampel penelitian
5 Bapak, Ibu serta adik satu dan hanya satu-satunya, Anindya Himawan
Kurniadi, yang telah memberikan cinta, kasih sayang dan doanya kepada
penulis
6 Teman-teman seperjuangan, Saptari Joan Tatra dan Yulian Nur Hanifah atas
semangat yang diberikan kepada penulis
7 Muhammad Rafiq Wahyudi dan Aditya Yudha Prawira Sukarno yang selalu
membantu saat dibutuhkan serta teman-teman THP 46 “always together” yang
selalu ada bersama penulis dalam suka maupun duka
Demikian skripsi ini disusun, semoga bermanfaat.
Bogor, Februari 2014
Dini Aulia Prastiwi

xiii

DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiv
DAFTAR GAMBAR ........................................................................................... xiv
DAFTAR LAMPIRAN ........................................................................................ xiv
PENDAHULUAN .................................................................................................. 1
Latar Belakang ................................................................................................. 1
Perumusan Masalah ......................................................................................... 2
Tujuan Penelitian ............................................................................................. 2
Manfaat Penelitian ........................................................................................... 3
Ruang Lingkup Penelitian................................................................................ 3
METODE PENELITIAN ........................................................................................ 3
Waktu dan Tempat ........................................................................................... 3
Bahan ............................................................................................................... 3
Alat ................................................................................................................... 4
Prosedur Penelitian .......................................................................................... 4
Rancangan Percobaan dan Analisis Data ......................................................... 7
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................... 9
Karakteristik Limbah Padat Agar .................................................................... 9

Karakteristik Karbon Aktif dari Limbah Padat Agar ..................................... 10
Karakteristik Limbah Cair Tahu .................................................................... 17
Aplikasi Karbon Aktif sebagai Adsorben Limbah Cair Tahu........................ 18
KESIMPULAN DAN SARAN ............................................................................. 23
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 24
RIWAYAT HIDUP ............................................................................................... 36

xiv

DAFTAR TABEL
1
2

Hasil karakterisasi limbah padat agar ............................................................ 9
Hasil karakterisasi limbah cair tahu ............................................................. 17

DAFTAR GAMBAR
1
2
3

4
5
6
7
8
9
10
11

Diagram alir pembuatan karbon aktif dari limbah padat agar........................ 5
Nilai rendemen karbon aktif dengan perbedaan konsentrasi aktivator dan
waktu aktivasi 15 jam (
), 20 jam (
), 25 jam (
). ....................... 11
Nilai kadar air karbon aktif dengan perbedaan konsentrasi aktivator dan
waktu aktivasi 15 jam (
), 20 jam (
), 25 jam (
) ........................ 12
Nilai kadar abu karbon aktif dengan perbedaan konsentrasi aktivator dan
waktu aktivasi 15 jam (
), 20 jam (
), 25 jam (
) ........................ 13
Nilai zat mudah menguap karbon aktif dengan perbedaan konsentrasi
), 20 jam (
), 25 jam (
) .. 14
aktivator dan waktu aktivasi 15 jam (
Nilai karbon aktif murni dengan perbedaan konsentrasi aktivator dan waktu
), 20 jam (
), 25 jam (
) .................................. 15
aktivasi 15 jam (
Daya serap karbon aktif terhadap iodium dengan perbedaan konsentrasi
aktivator dan waktu aktivasi 15 jam (
), 20 jam (
), 25 jam (
) .. 16
Nilai BOD limbah cair tahu dengan perbedaan lama periode kontak dan
konsentrasi karbon aktif 0% (
), 1% (
), 2% (
), 3% (
) ... 19
Nilai COD limbah cair tahu dengan perbedaan lama periode kontak dan
konsentrasi karbon aktif 0% (
), 1% (
), 2% (
), 3% (
) ... 20
Nilai TSS limbah cair tahu dengan perbedaan lama periode kontak dan
konsentrasi karbon aktif 0% (
), 1% (
), 2% (
), 3% (
) ... 21
Nilai pH limbah cair tahu dengan perbedaan lama periode kontak dan
konsentrasi karbon aktif 0% (
), 1% (
), 2% (
), 3% (
) ... 22

DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11

Prosedur utama penelitian ............................................................................ 29
Hasil analisis ragam rendemen arang aktif .................................................. 29
Hasil analisis ragam kadar air karbon aktif .................................................. 29
Hasil analisis ragam kadar abu karbon aktif ................................................ 29
Hasil uji Duncan kadar abu karbon aktif...................................................... 30
Hasil analisis ragam zat mudah menguap karbon aktif ................................ 30
Hasil uji Duncan zat mudah menguap karbon aktif ..................................... 30
Hasil analisis ragam karbon aktif murni karbon aktif .................................. 30
Hasil analisis ragam daya serap iodium karbon aktif................................... 31
Hasil uji Duncan daya serap iod karbon aktif .............................................. 31
Hasil nilai BOD limbah cair tahu setelah penambahan karbon aktif ........... 31

xv

12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22

Hasil analisis ragam BOD limbah cair tahu setelah penambahan karbon
aktif .............................................................................................................. 31
Hasil uji Duncan BOD limbah cair tahu setelah penambahan karbon
aktif .............................................................................................................. 32
Hasil nilai COD limbah cair tahu setelah penambahan karbon aktif........... 32
Hasil analisis ragam nilai COD limbah cair tahu setelah penambahan karbon
aktif .............................................................................................................. 32
Hasil uji Duncan nilai COD limbah cair tahu setelah penambahan karbon
aktif .............................................................................................................. 33
Hasil nilai TSS limbah cair tahu setelah penambahan karbon aktif ............ 33
Hasil analisis ragam nilai TSS limbah cair tahu setelah penambahan karbon
aktif .............................................................................................................. 33
Hasil uji Duncan nilai TSS limbah cair tahu setelah penambahan karbon
aktif .............................................................................................................. 34
Hasil uji pH limbah cair tahu setelah penambahan karbon aktif ................. 34
Hasil analisis ragam pH limbah cair tahu setelah penambahan karbon
aktif .............................................................................................................. 34
Hasil uji Duncan nilai pH limbah cair tahu setelah penambahan karbon
aktif .............................................................................................................. 35

xii

xvi

1

PENDAHULUAN
Latar Belakang
Agar merupakan galaktan sulfat kompleks yang diekstrak dari rumput laut
kelas Rhodophyceae. Agar banyak dimanfaatkan dalam berbagai bidang sebagai
bahan pengental, pengemulsi, penstabil, dan berbagai fungsi lain di bidang
pangan. Salah satunya adalah sebagai pengental yang digunakan pada produk
jelly, selai, marmalade, sirup dan makanan lainnya (Ramadhan 2011).
Permintaan terhadap agar cukup tinggi di Indonesia sehingga banyak pengusaha
yang mendirikan industri pengolahan rumput laut untuk dijadikan agar. Nilai
produksi rumput laut Gracillaria sp. yang merupakan bahan baku pembuatan agar
pada tahun 2012 yaitu sebesar 776.166 ton melebihi target yang ditentukan yaitu
sebesar 157.600 ton (KKP 2013).
Industri pengolahan agar selain menghasilkan limbah cair juga
menghasilkan limbah padat yang jumlahnya cukup banyak. Perusahaan agar
mampu menghasilkan limbah padat sebesar 65–75% dari jumlah bahan baku yang
masuk pada setiap satu siklus produksi (Kim et al. 2007). Limbah ini apabila
dibiarkan begitu saja dapat menimbulkan penumpukan pada lokasi penimbunan
serta menimbulkan bau yang tidak sedap. Limbah agar merupakan hasil samping
proses pengolahan agar dari bahan baku rumput laut kelas Rhodophyceae (alga
merah). Limbah agar mengandung selulosa, lignin, hemiselulosa, pektin serta
bahan-bahan organik lainnya. Selulosa yang terdapat pada limbah agar cukup
tinggi yaitu sebesar 27,38-39,45% (Fithriani et al. 2007). Selulosa, hemiselulosa
dan lignin merupakan selulosa alami yang memiliki struktur berpori sehingga
senyawa-senyawa tersebut sangat potensial apabila dijadikan karbon aktif
(Widjanarko et al. 2006).
Karbon aktif atau arang aktif merupakan arang yang telah diaktifkan
sehingga pori-porinya terbuka dan memiliki daya adsorpsi tinggi. Arang dibuat
dari pembakaran bahan-bahan yang memiliki unsur C yang tinggi
(Djatmiko et al. 1985). Karbon aktif atau arang aktif banyak digunakan oleh
masyarakat sebagai bahan adsorben atau sebagai bahan penyerap. Adsorben
merupakan bahan atau materi yang berfungsi sebagai penyerap, sedangkan
partikel atau materi yang diserap disebut sebagai adsorbat. Proses adsorpsi
didefinisikan sebagai proses pengumpulan substansi-substansi tertentu ke dalam
permukaan bahan penyerap. Zat pengadsorpsi atau adsorben kebanyakan
merupakan bahan yang sangat berpori dan proses adsorpsi berlangsung pada
dinding-dinding pori atau pada titik-titik tertentu dalam partikel tersebut
(Billah 2010).
Karbon aktif atau arang aktif dapat dibuat dengan menggunakan beberapa
jenis aktivator, yaitu asam fosfat (H3PO4), asam sulfat (H2SO4), seng klorida
(ZnCl2), dan kalium hidroksida (KOH). Berdasarkan penelitian yang dilakukan
oleh Faujiah (2012), seng klorida (ZnCl2) menghasilkan rendemen paling tinggi
dibandingkan dengan asam fosfat maupun kalium hidroksida pada aktivasi arang
aktif dari bahan dasar limbah agar. Penelitian tersebut juga menunjukkan bahwa
arang yang diaktivasi dengan seng klorida memiliki hasil kadar karbon aktif
murni yang cukup tinggi yaitu sebesar 24,45%. Budiono et al. (2009) menyatakan

2

bahwa selain jenis aktivator, pembuatan karbon aktif juga dipengaruhi oleh waktu
kontak antara adsorbat dengan adsorbent. Sani (2011) menyatakan bahwa waktu
aktivasi memegang peranan penting dalam proses aktivasi. Apabila waktu aktivasi
yang dibutuhkan terlalu sebentar, bahan aktivator tidak akan terlepas sempurna
dari karbon aktif sedangkan apabila terlalu lama, maka struktur karbon aktif bisa
rusak.
Di sisi lain, industri tahu dalam proses pengolahannya menghasilkan limbah
baik limbah padat maupun cair. Limbah padat dihasilkan dari proses penyaringan
dan penggumpalan. Limbah ini kebanyakan oleh pengrajin dijual dan diolah
menjadi tempe gembus, kerupuk ampas tahu, pakan ternak, dan diolah menjadi
tepung ampas tahu yang akan dijadikan bahan dasar pembuatan roti kering dan
cake. Limbah cair dihasilkan dari proses pencucian, perebusan, pengepresan dan
pencetakan tahu (Kaswinarni 2007). Setiap pengolahan satu kwintal kedelai
menjadi tahu dihasilkan sekitar 1,5-3 m3 limbah cair. Limbah ini masih
mengandung beberapa komponen organik seperti protein dan lemak yang apabila
langsung dibuang ke perairan dapat menimbulkan eutrofikasi perairan
(Damayanti et al. 2004).
Penggunaan limbah padat industri agar yang masih kaya akan unsur C
menjadi arang aktif sebagai adsorben limbah cair industri tahu merupakan solusi
yang cukup baik. Selain mengurangi penumpukan limbah padat industri agar dan
meningkatkan nilai gunanya, pembuatan arang aktif ini juga dapat digunakan
sebagai adsorben pada pengolahan limbah cair industri tahu sehingga limbah cair
yang dihasilkan tidak menimbulkan permasalahan lingkungan jika dibuang ke
lingkungan.
Perumusan Masalah
Limbah agar merupakan hasil samping proses pengolahan agar dari bahan
baku berupa rumput laut dari kelas Rhodophyceae (alga merah). Limbah agar
mengandung selulosa, lignin, hemiselulosa, pektin serta bahan-bahan organik
lainnya. Hingga saat ini pemanfaatan limbah agar hanya terbatas sebagai pupuk
kompos saja, sisa limbah yang tidak diolah dibuang begitu saja.
Penggunaan limbah padat industri agar yang masih kaya akan unsur C
menjadi arang aktif sebagai adsorben limbah cair industri tahu merupakan solusi
yang cukup baik. Selain mengurangi penumpukan limbah padat industri agar dan
meningkatkan nilai gunanya, pembuatan arang aktif ini juga dapat digunakan
sebagai adsorben pada pengolahan limbah cair industri tahu sehingga limbah cair
yang dihasilkan tidak menimbulkan permasalahan lingkungan jika dibuang ke
lingkungan.
Tujuan Penelitian
Tujuan umum dari penelitian ini adalah untuk mempelajari efektivitas
penggunaan karbon aktif berbahan baku limbah padat agar sebagai adsorben
limbah cair industri tahu. Adapun tujuan khusus dari penelitian ini antara lain :

3

1 Mempelajari karakteristik limbah padat agar
2 Menentukan karakteristik karbon aktif serta konsentrasi dan waktu aktivasi
terbaik yang dihasilkan dari limbah padat agar
3 Menentukan karakteristik limbah cair tahu serta mempelajari pengaruh
penambahan karbon aktif terhadap kualitas limbah cair industri tahu dengan
perlakuan perbedaan penambahan konsentrasi karbon aktif dan lama periode
kontak
Manfaat Penelitian
Penelitian ini diharapkan dapat meningkatkan nilai tambah limbah padat
agar dengan memanfaatkannya sebagai bahan baku pembuatan karbon aktif,
memberikan informasi mengenai pembuatan karbon aktif dari limbah padat agar
dengan konsentrasi ZnCl2 dan waktu aktivasi terbaik, serta aplikasinya sebagai
adsorben pada limbah cair tahu. Penelitian ini juga diharapkan memberikan
informasi terkait dengan penanggulangan pencemaran lingkungan.
Ruang Lingkup Penelitian
Ruang lingkup penelitian ini adalah karakterisasi limbah padat agar,
pembuatan karbon aktif dengan konsentrasi aktivator dan waktu aktivasi terbaik
serta aplikasinya sebagai adsorben pada limbah cair industri tahu.

METODE PENELITIAN
Waktu dan Tempat
Penelitian dilaksanakan pada bulan Maret hingga November 2013.
Penelitian dilakukan di Laboratorium Biokimia Hasil Perairan, Departemen
Teknologi Hasil Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Laboratorium
Produktivitas dan Lingkungan Perairan, Departemen Manajemen Sumberdaya
Perairan, Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan, Laboratorium Kimia Hasil
Hutan, Fakultas Kehutanan, Laboratorium Pusat Antar Universitas (PAU), Institut
Pertanian Bogor, dan Laboratorium Kimia Kayu dan Energi Biomasa, Pusat
Penelitian dan Pengembangan Keteknikan Kehutanan dan Pengolahan Hasil
Hutan, Bogor.
Bahan
Bahan utama yang digunakan pada penelitian ini adalah limbah padat agar
yang berasal dari PT Agarindo Bogatama serta limbah cair tahu yang berasal dari
PT SARI BUMI. Bahan yang digunakan sebagai aktivator pada proses aktivasi
arang aktif adalah ZnCl2. Bahan lain yang digunakan dalam analisis meliputi
H2SO4 pekat, tablet selenium, NaOH 40%, H3BO3 4%, HCl 0,1028 N, pelarut
heksan, K2SO4 10%, alkohol 95%, buffer fosfat (MgSO4.7H2O, CaCl2,

4

FeCl3.6H2O), MnSO4, larutan AIA (campuran NaOH dan KI), Na2SO2O3,
indikator kanji, larutan pencerna, Ag2SO4, glass microfiber filter Whattman
no.47, larutan Iodium 0,1 N, Na2S2O3 0,1 N; indikator pati 2%, dan akuades.
Alat
Alat yang digunakan pada penelitian ini yaitu cawan porselen, kompor
listrik, timbangan analitik merk Sartorius TE1502S, desikator, oven merk Yamato
DV41 serta tanur merk Yamato FM38 untuk analisis kadar air dan abu. Labu
destruksi, labu ukur, alat destruksi merk Shimaden SR91, alat destilasi merk
LabTech model HMIC-F100, buret, erlenmeyer dan pipet volumetrik untuk
analisis kadar protein. Alat soxhlet merk Shibata SB-6 dan labu lemak untuk
analisis kadar lemak. Botol COD, tabung reaksi, vortex mixer merek
DIGISYSTEM model VM-1000, Spektrofotometer UV-Vis merk HACH DR
5000 untuk analisis nilai COD. Botol BOD dan buret untuk analisis nilai BOD.
Vacum pump untuk analisis nilai TSS dan serat kasar. Kertas pH, beaker glass,
batang pengaduk, corong kaca, gelas ukur, magnetic stirrer merk Yamato MD41,
magnetic bar, kertas saring, dan pencatat waktu untuk proses aktivasi arang.
Prosedur Penelitian
Penelitian ini dilakukan melalui beberapa tahapan, yaitu persiapan sampel
dan karakterisasi limbah padat karaginan, karakterisasi limbah cair industri
pengolahan tahu, karbonisasi limbah padat karaginan, aktivasi karbon aktif
dengan konsentrasi aktivator dan waktu aktivasi, serta karakterisasi karbon aktif
yang dihasilkan. Tahapan selanjutnya yaitu aplikasi karbon aktif sebagai adsorben
limbah cair industri pengolahan tahu dengan lama perode kontak yang berbeda.
Persiapan Sampel dan Karakterisasi Limbah Padat Agar
Sampel berupa limbah padat agar diambil dari PT Agarindo Bogatama
dengan menggunakan mobil. Sampel selanjutnya dikeringkan di bawah sinar
matahari selama 30 hari sehingga kadar airnya kurang lebih 10%. Sampel yang
telah kering kemudian diuji karakteristiknya. Adapun uji yang dilakukan meliputi
analisis kadar air, kadar abu, kadar protein, dan kadar lemak yang dilakukan
berdasarkan AOAC (2005) serta analisis serat kasar yang dilakukan berdasarkan
AOAC (1980).
Karakterisasi Limbah Cair Industri Tahu
Limbah cair tahu yang digunakan berasal dari industri rumah tangga SARI
BUMI yang terletak di Ciomas, Bogor. Sampel limbah yang diambil merupakan
sampel limbah cair dari bagian inlet. Sampel limbah diambil dengan
menggunakan botol sampel. Sampel selanjutnya dikarakterisasi dengan mengukur
beberapa parameter, yaitu Biological Oxygen Demand (BOD) dengan metode
titrimetri section 5210-B (APHA 2012) dan Chemical Oxygen Demand (COD)
section 5220-D (APHA 2012), Total Suspended Solid (TSS) section 2540-D
(APHA 2005), dan pengujian nilai pH.

5

Pembuatan Karbon Aktif (Budiono et al. 2009 yang Dimodifikasi)
Pembuatan karbon aktif dilakukan dengan cara mengeringkan limbah padat
agar terlebih dahulu. Limbah padat agar yang telah kering kemudian dikarbonisasi
pada suhu 200 °C hingga didapatkan arang. Sebanyak 15 g arang ditambahkan
aktivator berupa ZnCl2 dengan konsentrasi berbeda yaitu 10%, 20%, dan 30%
masing-masing sebanyak 30 mL (perbandingan 1:2). Campuran sampel dengan
aktivator kemudian diaduk menggunakan magnetic stirrer dengan waktu aktivasi
yang berbeda yaitu selama 15 jam, 20 jam dan 25 jam. Sampel selanjutnya
disaring menggunakan kertas saring dan diambil residunya. Residu dicuci
berulang-ulang menggunakan akuades hingga pH netral. Sampel dikeringkan
dengan cara dioven selama 3 jam dengan suhu 105 oC. Setelah itu, sampel
didinginkan di dalam desikator. Karbon aktif yang dihasilkan dikarakteriasi dan
selanjutnya diaplikasikan sebagai adsorben limbah industri pengolahan tahu.
Diagram alir pembuatan karbon aktif dari limbah padat agar disajikan pada
Gambar 1.
Limbah padat
agar

Analisis kadar air,
abu, lemak, protein
dan serat kasar

Pengarangan/karbonisasi
Penambahan ZnCl2 10; 20; dan 30%
Pengadukan selama 15; 20; dan 25 jam
Penyaringan dengan kertas saring
Pencucian residu hingga pH netral
Pengeringan dalam oven 110 oC selama 3 jam
Pendinginan dalam desikator

Karbon aktif

Karakterisasi dan
aplikasi karbon aktif
sebagai adsorben

Gambar 1 Diagram alir pembuatan karbon aktif dari limbah padat agar
Karakterisasi Karbon Aktif
Karbon aktif yang dihasilkan dari proses aktivasi arang limbah agar
dikarakterisasi sesuai dengan persyaratan SNI-06-3730-1995. Parameter yang

6

digunakan untuk karakterisasi karbon aktif yaitu kadar air dan kadar abu
berdasarkan AOAC (2005), perhitungan rendemen, kadar zat mudah menguap,
dan kadar karbon aktif murni berdasarkan SNI-06-3730-1995, serta daya serap
terhadap iod berdasarkan ASTM (1999).
Aplikasi Karbon Aktif sebagai Adsorben Pada Limbah Cair Industri Tahu
Karbon aktif yang telah dikarakterisasi selanjutnya diaplikasikan sebagai
adsorben komponen organik pada limbah industri tahu. Aplikasi ini dilakukan
untuk mengetahui kondisi optimum dan efektivitas karbon aktif sebagai adsorben
komponen organik. Kondisi optimum karbon aktif dilakukan dengan penentuan
lama periode kontak antara karbon aktif dengan limbah serta konsentrasi karbon
aktif yang digunakan. Sebanyak 0 g, 5 g, 10 g, dan 15 g karbon aktif dimasukkan
ke dalam 500 mL limbah cair industri tahu. Adsorpsi dilakukan dengan ragam
periode kontak 0,5; 1; 1,5 dan 2 jam. Limbah cair pada masing-masing perlakuan
kemudian diambil dan diuji karakteristiknya seperti pada pengujian karakteristik
limbah cair tahu.
Prosedur Analisis
Kadar Air (AOAC 2005)
Pengukuran kadar air sampel dilakukan dengan pengovenan pada suhu
105 °C selama 6 jam. Cawan berisi sampel yang telah dioven selanjutnya
didinginkan dalam desikator hingga beratnya konstan. Kadar air dihitung dengan
mengurangkan bobot sampel awal sebelum dioven dengan bobot sampel setelah
dioven dan dikali seratus persen.
Kadar Abu (AOAC 2005)
Pengukuran kadar abu dilakukan dengan pembakaran sampel dalam tanur
selama 6 jam dengan suhu 600 °C. Sampel selanjutnya didinginkan dalam
desikator dan ditimbang bobotnya. Kadar abu dihitung dengan membagi berat
akhir sampel (berat abu) dengan berat sampel awal dan dikali seratus persen.
Kadar Protein (AOAC 2005)
Analisis kadar protein dilakukan dengan tiga tahapan yaitu destruksi,
destilasi dan titrasi. Sampel didestruksi dengan larutan H2SO4 dan tablet selenium
pada suhu 400 °C selama 1 jam. Sampel yang telah didestruksi kemudian
didestilasi dengan menambahkan NaOH 40% pada sampel dan uap nitrogen yang
dihasilkan ditampung dengan erlenmeyer berisi larutan asam borat hingga
berwarna hijau. Larutan tersebut selanjutnya dititrasi dengan HCl 0,1028 N
hingga kembali berwarna merah muda.
Kadar Lemak (AOAC 2005)
Kadar lemak diukur dengan memasukan sampel dalam sokhlet dan direfluks
selama 6 jam. Pelarut heksana yang berisi ekstrak lemak diuapkan dengan cara
dioven pada suhu 105 °C selama 1 jam. Kadar lemak ditimbang dengan membagi
berat lemak dengan berat sampel awal dan dikali seratus persen.
Kadar Serat Kasar (AOAC 1980)
Pengujian kadar serat kasar dilakukan dengan cara mendestruksi sampel
dengan H2SO4 1,25% selama 30 menit dan dicuci dengan akuades sebanyak tiga
kali. Sampel didestruksi kembali dengan NaOH 1,25% selama 30 menit dan
dibilas berturut-turut dengan menggunakan H2SO4 1,25% mendidih, akuades

7

mendidih, dan alkohol. Sampel dioven selama 8 jam pada suhu 105 °C dan
ditanur selama 30 menit dengan suhu 600 °C.
Rendemen (SNI 1995)
Penentuan nilai rendemen dilakukan dengan membandingkan bobot karbon
aktif yang dihasilkan dan bobot bahan baku kemudian dikali seratus persen.
Daya Serap terhadap Larutan Iodium (SNI 1995)
Penentuan daya serap terhadap larutan iodium dilakukan dengan cara 25 mL
larutan iodium 0,1 N ditambahkan ke dalam sampel dan dikocok selama 15 menit.
Sampel dititrasi dengan larutan Na2S2O3 0,1 N sampai larutan berwarna kuning
muda. Sampel ditambahkan beberapa tetes larutan kanji 1% dan dititrasi kembali
sampai warna biru tepat hilang.
Kadar Zat Mudah Menguap (ASTM 1999)
Sampel dipanaskan dalam tanur 950 oC selama 10 menit. Cawan ditutup
serapat mungkin dengan bantuan kawat. Kadar zat mudah menguap ditentukan
dengan menghitung perbandingan bobot sampel akhir dan bobot sampel awal
kemudian dikali seratus persen.
Kadar Karbon Aktif Murni (SNI 1995)
Penentuan kadar karbon aktif murni dilakukan dengan menghitung selisih
antara seratus persen dengan nilai hasil penjumlahan kadar abu dan zat mudah
menguap.
Nilai Biologycal Oxygen Demand (APHA 2012)
Nilai Biologycal Oxygen Demand diukur dengan cara mengukur kandungan
oksigen terlarut awal (DO0), kemudian mengukur kandungan oksigen terlarut
pada sampel yang telah diinkubasi selama 3 hari pada kondisi gelap dan suhu
tetap (20 oC) yang disebut DO3. Pengukuran dilakukan dengan metode titrimetri.
Selisih DO0 dan DO3 merupakan nilai BOD (mg/L).
Nilai Chemical Oxygen Demand (APHA 2012)
Analisis Chemical Oxygen Demand dilakukan menggunakan metode
dikromat refluks-tertutup. Sampel yang telah diencerkan ditambahkan dengan
larutan pencerna dan Ag2SO4.H2SO4. Sampel selanjutnya divortex dan direfluks
pada suhu 150 oC selama 2 jam. Sampel yang telah dingin dihitung absorbansinya
pada panjang gelombang 600 nm. Konversi nilai absorbansi menjadi nilai COD
didapat melalui persamaan regresi kurva standar.
Nilai Total Suspended Solid (APHA 2005)
Pengukuran nilai Total Suspended Solid dilakukan dengan menyaring cairan
limbah menggunakan kertas saring yang telah diketahui bobot keringnya. Kertas
saring dipasang pada vacum pump untuk memudahkan proses penyaringan. Kertas
saring yang telah berisi padatan dari limbah dioven pada suhu 105 °C selama 1
jam. Penghitungan nilai TSS dilakukan dengan membagi berat sampel akhir (mg)
dengan jumlah sampel awal (L).
Rancangan Percobaan dan Analisis Data (Steel dan Torrie 1993)
Model rancangan percobaan yang digunakan untuk menguji pengaruh
perbedaan konsentrasi aktivator dan waktu aktivasi terhadap karakteristik karbon
aktif yang dihasilkan adalah rancangan acak faktorial dengan dua faktor
perlakuan, yaitu perlakuan konsentrasi aktivator (10%, 20%, dan 30%) dan waktu

8

aktivasi (15 jam, 20 jam dan 25 jam). Masing-masing perlakuan dilakukan tiga
kali ulangan. Model rancangan ini adalah sebagai berikut :
Yijk = µ + Ai + Bj + (AB)ij + εijk
Keterangan :
Yijk
= Nilai pengamatan pada faktor konsentrasi taraf ke-i, faktor lama
waktu aktivasi taraf ke-j dan ulangan ke-k (k = 1, 2, 3)
µ
= Nilai tengah atau rataan umum pengamatan
Ai
= pengaruh utama faktor konsentrasi aktivator
Bj
= pengaruh utama faktor lama waktu aktivasi
(AB)ij = interaksi dari faktor konsentrasi dan waktu aktivasi
εijk
= pengaruh acak yang menyebar normal
Pengaruh perbedaan konsentrasi karbon aktif yang digunakan dan
perbedaan waktu kontak terhadap kualitas limbah tahu yang digunakan diuji
dengan menggunakan metode rancangan acak faktorial dengan dua faktor
perlakuan yaitu perbedaan konsentrasi karbon aktif (0%, 1%, 2%, dan 3%) dan
perbedaan periode kontak (0,5 jam, 1 jam, 1,5 jam, dan 2 jam). Model rancangan
ini adalah sebagai berikut :
Yijk = µ + Ai + Bj + (AB)ij + εijk
Keterangan:
Yijk
= nilai pengamatan pada massa karbon aktif taraf ke-i, lama periode
kontak taraf ke-j dan ulangan ke-k (k = 1, 2, 3)
µ
= nilai tengah atau rataan umum pengamatan
Ai
= Pengaruh utama faktor massa karbon aktif
Bj
= pengaruh utama lama periode kontak
(AB)ij = interaksi dari faktor massa karbon aktif dengan lama periode kontak
εij
= galat atau sisa pengamatan taraf ke-i dengan ulangan ke-j
Apabila hasil uji yang diperoleh menunjukkan adanya pengaruh yang
berbeda nyata pada selang kepercayaan 95% (α=0,05), maka selanjutnya
dilakukan uji lanjut Duncan. Rumus uji Duncan:
=

sα

ts
r

Keterangan:
Rp
= nilai kritikal untuk perlakuan yang dibandingkan
p
= perlakuan
dbs
= derajat bebas
kts
= jumlah kuadrat tengah
r
= ulangan

9

HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakteristik Limbah Padat Agar
Limbah padat agar yang diuji karakteristiknya merupakan limbah padat agar
yang telah dikeringkan terlebih dahulu dengan cara mengeringkannya di bawah
sinar matahari selama 30 hari. Parameter yang diuji meliputi kadar air, kadar abu,
kadar protein, kadar lemak dan kadar serat kasar. Hasil karakteristik limbah padat
agar disajikan pada Tabel 1.
Parameter
Kadar air
Kadar abu
Kadar protein
Kadar lemak
Serat kasar

Tabel 1 Hasil karakterisasi limbah padat agar
Pembanding (%)
Nilai (%)
7,63a
90,11b
8,38 ± 0,51
15,30a
1,69c
61,29 ± 2,28
c
1,59
6,90d
2,01 ± 0,21
0,19a
0,53b
0,47 ± 0,12
11,56a
1,66c
6,54 ± 0,13

a

Hartati (2001)
Mandella (2010)
c
Hariadi (2001)
d
Norziah dan Ching (2000)
b

Limbah padat agar memiliki kadar air sebesar 8,38%, abu sebesar 61,29%,
protein sebesar 2,01%, lemak sebesar 0,47% serta serat kasar sebesar 6,54%. Nilai
kadar air tersebut tidak jauh berbeda nilai kadar air pada penelitian yang
dilakukan oleh Hartati (2001) yaitu sebesar 7,63%. Umumnya limbah padat agar
memiliki kadar air yang cukup tinggi. Hal tersebut dikarenakan adanya proses
perendaman dan perebusan yang menggunakan air (Hariadi 2001). Penelitian
Mandella (2010) menunjukkan kadar air limbah padat agar yang belum
dikeringkan ialah sebesar 90,11%. Perbedaan kadar air tersebut dikarenakan pada
limbah padat agar sampel dilakukan proses pengeringan sehingga sebagian besar
air yang terikat pada limbah telah menguap pada saat proses pengeringan.
Faujiah (2012) menyatakan bahwa perbedaan nilai kadar air dipengaruhi oleh
jenis rumput laut yang digunakan dan proses pengeringan yang dilakukan
sebelum sampel dianalisis. Selain itu, Djatmiko et al. (1985) menyatakan bahwa
bahan yang digunakan sebagai bahan baku karbon aktif sebaiknya memiliki kadar
air antara 3-10%. Kadar air limbah padat agar yang diuji masih memenuhi kisaran
tersebut. Suwilin (2007) menyatakan bahwa rendahnya nilai kadar air pada bahan
baku diperlukan dalam pembuatan karbon aktif agar mempercepat proses
karbonisasi.
Kadar abu limbah padat agar yang diuji diperoleh sebesar 61,29%, lebih
besar dibandingkan penelitian Hartati (2001) yang hanya sebesar 15,30%.
Besarnya kadar abu terkait dengan kandungan mineral suatu bahan. Kandungan
mineral pada bahan tergantung dari jenis bahan maupun cara pengabuannya.
Kadar abu yang tinggi menunjukkan tingginya kandungan mineral yang masih
tersisa dalam limbah padat agar. Limbah padat agar banyak mengandung mineral
seperti Na, Ca, Mn, Mg, dan K (Afif 2011). Hal tersebut didukung oleh penelitian
Norziah dan Ching (2000) yang menyatakan bahwa rumput laut

10

Gracilaria changgi memiliki kadar mineral dan serat pangan yang tinggi. Selain
itu, Irianto dan Giyatmi (2009) menyatakan bahwa dalam pembuatan agar
digunakan beberapa bahan kimia yaitu larutan kapur seperti CaO atau NaOCl
sebagai pemucat dan KOH atau KCl sebagai pemisah kotoran sebelum
penjedalan. Bahan-bahan tersebut dapat menjadi residu yang mempengaruhi kadar
mineral dalam limbah padat agar.
Kadar protein limbah padat agar yang dihasilkan pada penelitian ini ialah
sebesar 2,01%. Hasil tersebut tidak jauh berbeda dengan penelitian Hariadi (2001)
yaitu sebesar 1,59%. Burtin (2003) menyatakan bahwa umunya rumput laut hijau
dan merah memiliki kandungan protein sebesar 6–20%, sedangkan Norziah dan
Ching (2000) menyatakan bahwa kadar protein rumput laut Gracilaria changgi
yaitu sebesar 6,9%. Perbedaan kadar protein tersebut dapat dikarenakan
perbedaan tempat dan spesies rumput laut bahan baku agar yang digunakan
(Handayani 2006). Selain itu pada limbah padat agar telah dilakukan proses
perendaman dan perebusan terlebih dahulu yang dapat menyebabkan terlarutnya
protein larut air yang terdapat pada rumput laut sehingga kadar proteinnya
menurun.
Kadar lemak limbah padat agar yang diuji sebesar 0,47%. Hasil tersebut
lebih rendah dari penelitian Mandella (2010) sebesar 0,53% dan lebih tinggi
dibandingkan dengan penelitian Hartati (2001) yaitu sebesar 0,19%. Perbedaan
kandungan lemak dapat dikarenakan faktor perbedaan iklim dan geografi tempat
rumput laut tumbuh. Umumnya rumput laut memiliki kadar lemak yang rendah
jika dibandingkan dengan jenis tumbuhan darat seperti kacang-kacangan.
Selain itu, lemak bukanlah merupakan komponen utama dari rumput laut
(Ortiz et al. 2006).
Serat merupakan komponen penyusun dinding sel pada tumbuhan. Kadar
serat kasar pada limbah padat agar yang diuji adalah sebesar 6,54%, lebih tinggi
dibandingkan dengan penelitian Hariadi (2001) yaitu sebesar 1,66%. Tingginya
kadar serat kasar pada limbah padat yang diuji dikarenakan limbah padat agar
mengandung serat seperti selulosa, hemiselulosa, dan lignin yang cukup tinggi.
Limbah padat agar mengandung 16,03% selulosa, 25,23% hemiselulosa dan
3,16% lignin (Hartati 2001). Pari (2011) menyatakan bahwa selulosa memiliki
peranan dalam pembentukan struktur arang sehingga dapat menghasilkan arang
berkualitas tinggi. Hal tersebut dikarenakan struktur dasar selulosa yang bersifat
kristalin sehingga menguntungkan dalam pembuatan struktur karbon dalam arang
karena pola struktur arang yang ideal pada umunya memiliki derajat kristalinitas
yang tinggi.
Karakteristik Karbon Aktif dari Limbah Padat Agar
Karbon aktif diperoleh dengan mengeringkan dan mengarangkan limbah
padat agar. Limbah padat agar yang telah diarangkan selanjutnya diaktivasi
dengan perlakuan waktu aktivasi dan konsentrasi aktivator (Lampiran 1).
Karakteristik karbon aktif limbah padat agar yang diuji meliputi rendemen, kadar
air, kadar abu, kadar zat mudah menguap, kadar karbon aktif murni dan daya
serap terhadap iodium.

11

Rendemen
Rendemen karbon aktif dari masing-masing perlakuan berkisar antara
95,83-97,01%. Hasil tersebut lebih tinggi dibandingkan rendemen karbon aktif
dari penelitian Aloko dan Adebayo (2007) dengan bahan baku berupa sekam padi
dan aktivator berupa amonium sulfat yaitu sebesar 89,50 %. Rendemen tersebut
juga lebih tinggi dibandingkan dengan penelitian Faujiah (2012) yang
menggunakan bahan baku dan aktivator yang sama yaitu sebesar 87,19 %.
Tingginya rendemen tersebut diduga karena tingginya kandungan serat kasar pada
limbah padat agar seperti selulosa, hemisulosa dan lignin sebagai sumber utama
atom C pada arang aktif. Fithriani et al. (2007) menyatakan bahwa kandungan
selulosa yang terdapat pada limbah padat agar cukup tinggi yaitu sebesar 27,3839,45%. Nilai rendemen karbon aktif pada berbagai perlakuan disajikan pada
Gambar 2.
120
Rendemen (%)

100

95,83a

96,94a

96,24a

96,02a

96,88a

97,01a

96,70a 95,89a

96,27a

80
60
40
20
0
10%

20%
Konsentrasi ZnCl2

30%

Gambar 2 Nilai rendemen karbon aktif dengan perbedaan konsentrasi aktivator
dan waktu aktivasi 15 jam (
), 20 jam (
), 25 jam (
),
angka yang diikuti oleh huruf yang sama menunjukkan pengaruh yang
tidak berbeda nyata (p>0,05) terhadap rendemen.
Hasil analisis ragam (Lampiran 2) menunjukkan bahwa baik perlakuan
waktu aktivasi, konsentrasi aktivator dan interaksi keduanya tidak memberikan
pengaruh yang berbeda nyata terhadap rendemen karbon aktif. Rendemen arang
yang dihasilkan sangat bergantung pada jenis bahan baku, kadar air bahan baku
serta teknologi pengolahan. Aktivator yang digunakan bertujuan untuk membuka
pori-pori arang. Semakin tinggi konsentrasi aktivator yang digunakan maka
semakin banyak pori arang yang terbuka (terdegradasi) sehingga semakin kecil
rendemen yang dihasilkan (Wijayanti 2009). Nilai rendemen yang tidak berbeda
nyata pada masing–masing kombinasi perlakuan diduga karena masih terdapatnya
pengotor arang berupa abu. Selain itu juga dapat dikarenakan tingginya
konsentrasi zat aktivator yang digunakan menghalangi proses pembersihan poripori saat proses aktivasi sehingga massanya tidak berkurang banyak
(Hendra dan Darmawan 2007).
Kadar Air
Pengujian kadar air pada karbon aktif bertujuan untuk mengetahui tingkat
higroskopisitas karbon aktif yang dihasilkan. Nilai kadar air karbon aktif yang
dihasilkan berkisar antara 1,00–1,79%. Nilai kadar air tersebut lebih rendah

12

dibandingkan kadar air karbon aktif berdasarkan penelitian Aloko dan Adebayo
(2007) yang menggunakan bahan baku berupa sekam padi dengan kadar air
sebesar 4,5% dan telah memenuhi standar yang ditetapkan oleh SNI-06-37301995. Kadar air karbon aktif serbuk adalah tidak melebihi 15%, sedangkan untuk
karbon aktif butiran adalah maksimal 4,4% (SNI 1995). Nilai kadar air karbon
aktif yang diuji disajikan pada Gambar 3.
2,5

Kadar Air (%)

2,0

1,65a

1,79a

1,12a

1,5

1,47a

1,46a
1,47a

1,17a

1,49a
1,00a

1,0
0,5
0,0
10%

20%
Konsentrasi ZnCl2

30%

Gambar 3 Nilai kadar air karbon aktif dengan perbedaan konsentrasi aktivator
dan waktu aktivasi 15 jam (
), 20 jam (
), 25 jam (
),
angka yang diikuti oleh huruf yang sama menunjukkan pengaruh yang
tidak berbeda nyata (p>0,05) terhadap kadar air.
Konsentrasi aktivator, waktu aktivasi dan interaksi keduanya tidak
berpengaruh nyata terhadap kadar air karbon aktif yang dihasilkan (Lampiran 3).
Kadar air yang terkandung di dalam arang aktif dipengaruhi oleh jumlah uap air di
udara, lama proses pendinginan, penggilingan dan pengayakan. Semakin lama
proses pendinginan, penggilingan, dan pengayakan dapat meningkatkan kadar air
dalam arang aktif. Kadar air yang tinggi dapat mengurangi daya adsorpsi arang
aktif terhadap cairan maupun gas (Wijayanti 2009). Lempang et al. (2012) juga
menyatakan bahwa kadar air arang aktif dipengaruhi oleh sifat higroskopis,
porositas dan waktu penayangan arang pada tempat terbuka selama proses
pendinginan.
Nilai kadar air semakin menurun seiring dengan bertambahnya waktu
aktivasi. Hal tersebut dikarenakan struktur karbon aktif yang tersusun dari 6 atom
C pada setiap sudut heksagonal, yang memungkinkan butir-butir air terperangkap
di dalamnya. Butir-butir air ini akan semakin banyak yang terlepas, seiring
lepasnya aktivator yang mengikat senyawa-senyawa tar dan pengotor, sehingga
kadar airnya lebih rendah (Sani 2011). Rendahnya kadar air juga dapat
dikarenakan sifat dehydrating agent yang dimiliki aktivator (Faujiah 2012).
Kadar Abu
Kadar abu arang aktif merupakan sisa mineral yang tertinggal ketika
karbonisasi karena komponen senyawa penyusun bahan dasar arang aktif tidak
hanya terdiri dari karbon saja tetapi juga mengandung mineral-mineral lain
diantaranya kalium, natrium, magnesium, kalsium (Rahmawati dan Yuanita
2013). Pengujian kadar abu dibutuhkan untuk mengetahui kandungan bahan
pengotor yang terdapat dalam karbon aktif. Bahan pengotor tersebut dapat

13

Kadar Abu (%)

mempengaruhi kualitas karbon aktif yang dihasilkan. Nilai kadar abu karbon aktif
pada berbagai perlakuan disajikan pada Gambar 4.
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0

84,33a

84,92b

10%

85,68ab

84,56ab

85,28b

85,38b

20%
Konsentrasi ZnCl2

84,17b

84,95b

85,12b

30%

Gambar 4 Nilai kadar abu karbon aktif dengan perbedaan konsentrasi aktivator
dan waktu aktivasi 15 jam (
), 20 jam (
), 25 jam (
),
angka yang diikuti oleh huruf berbeda menunjukkan pengaruh yang
berbeda nyata (p0,05) terhadap kadar zat mudah
menguap.
Semakin lama waktu aktivasi kadar zat mudah menguap semakin kecil. Hal
tersebut didukung oleh pernyataan Pari et al. (2008) bahwa zat mudah menguap
dipengaruhi oleh waktu aktivasi. Semakin tinggi waktu aktivasi maka cenderung
menurunkan zat mudah menguap. Hal ini karena pada suhu tinggi penguraian
senyawa nonkarbon berlangsung dengan sempurna. Sudradjat (1985) menyatakan
bahwa komponen yang terkandung dalam arang aktif adalah air, abu, karbon
terikat, nitrogen dan sulfur. Nitrogen dan sulfur termasuk komponen yang mudah
menguap karena senyawa tersebut akan menguap pada pemanasan di atas 900 ºC.
Selain itu, Rasjidin (2006) juga menyatakan bahwa penurunan kadar zat mudah
menguap seiring dengan lamanya waktu aktivasi diakibatkan karena zat aktivator
yang digunakan semakin meresap, melapisi dan melindungi permukaan karbon
aktif dari panas sehingga jumlah karbon yang terbakar semakin sedikit sedangkan
jumlah sulfur dan nitrogen yang terdapat pada karbon aktif tetap. Hal tersebut
mengakibatkan persentase sulfur dan nitrogen dalam bahan semakin kecil dengan
semakin bertambahnya waktu aktivasi.
Kadar zat mudah menguap karbon aktif limbah padat agar yang dihasilkan
masih memenuhi standar yang ditetapkan oleh SNI-06-3730-1995 karena kurang
dari 25%. Hasil analisis ragam menunjukkan bahwa masing perlakuan tidak
memiliki hasil yang tidak berbeda nyata (Lampiran 6 dan Lampiran 7). Hasil
tersebut juga tidak jauh berbeda dengan kadar zat mudah menguap pada penelitian

15

Pari dan Hendra (2006) dengan bahan baku kayu mangium sebesar 6,08-11,70%
serta lebih besar dibandingkan penelitian Wijayanti (2009) dengan bahan dasar
arang berupa ampas tebu sebesar 5,0-9,0%.
Kadar Karbon Aktif Murni
Karbon aktif murni merupakan jumlah karbon murni yang