jika masih ada tutup drum ditutup kembali, tidak dibenarkan menggunakan air untuk mematikan bara yang sedang menyala karena dapat menurunkan kualitas karbon yang
dihasilkan. Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan, 1994.
Pembuatan karbon aktif dengan metode ini biasanya menghasilkan keaktifan yang rendah bahkan di bawah keaktifan menurut standar industri Indonesia SII, hal
ini disebabkan proses pembentukan karbon aktif tidak memungkinkan terbentuknya pori-pori dengan baik.
2.4.1.2 Metode yang diperbaharui
Metode pembuatan karbon aktif yang diperbaharui dilakukan dengan dua tahap yaitu tahap pengarangan karbonisasi dan tahap pengaktifan aktivasi, dalam
metode ini bahan baku dipanaskan dengan jumlah udara seminimal mungkin agar rendemen yang dihasilkan cukup besar. Hasil yang diperoleh dengan metode ini
berupa karbon yang memberi keaktifan dan rendemen yang cukup besar.
Pada proses pengaktifan terjadi pemecahan ikatan hidrokarbon atau mengoksidasi molekul-molekul pada permukaan karbon sehingga pori-pori atau 1uas
permukaan menjadi lebih besar. Metode pengaktifan yang umum digunakan dalam pembuatan karbon aktif ada dua cara, yaitu pengaktifan secara kimia dan pengaktifan
secara fisika. Sembiring, 2003.
2.4.1.2.1 Proses Kimia
Bahan baku dicampur dengan bahan-bahan kimia tertentu, kemudian dibuat padat. Selanjutnya padatan tersebut dibentuk menjadi batangan yang dikeringkan
serta dipotong-potong. Aktivasi dilakukan pada temperatur 100 ºC. Arang aktif yang dihasilkan, dicuci dengan air selanjutnya dikeringkan pada temperatur 300 ºC dengan
Universitas Sumatera Utara
proses kimia, bahan baku dapat dikarbonisasi terlebih dahulu, kemudian dicampur dengan bahan-bahan kimia.
2.4.1.2.2 Proses Fisika
Bahan baku terlebih dahulu dibuat arang. Selanjutnya arang tersebut digiling, diayak untuk selanjutnya diaktivasi dengan cara pemanasan pada temperatur 900 ºC
yang disertai dengan pengaliran uap. Proses fisika banyak digunakan dalam aktivasi arang antara lain :
a. Proses Briket yaitu bahan baku atau arang terlebih dahulu dibuat briket, dengan cara mencampurkan bahan baku atau arang halus dengan ter. Kemudian, briket
yang dihasilkan dikeringkan pada suhu 550 ºC untuk selanjutnya diaktivasi dengan uap.
b. Destilasi kering yaitu merupakan suatu proses penguraian suatu bahan akibat adanya pemanasan pada temperatur tinggi dalam keadaan sedikit maupun tanpa
udara. Hasil yang diperoleh berupa residu yaitu arang dan destilat yang terdiri dari campuran methanol dan asam asetat. Residu yang dihasilkan bukan
merupakan karbon murni, tetapi masih mengandung abu dan ter. Hasil yang diperoleh seperti methanol, asam asetat dan arang tergantung pada bahan baku
yang digunakan dan metoda destilasi Sembiring, 2003.
Diharapkan daya serap karbon aktif yang dihasilkan sama atau lebih baik dari pada daya serap karbon aktif yang diaktifkan dengan menyertakan bahan-bahan
kimia. Dengan cara ini, pencemaran lingkungan sebagai akibat adanya penguraian senyawa-senyawa kimia dari bahan-bahan pada saat proses pengarangan dapat
dihindari. Selain itu, dapat dihasilkan asap cair sebagai hasil pengembunan uap hasil penguraian senyawa-senyawa organik dari bahan baku.
Universitas Sumatera Utara
Sembiring 2003, ada empat hal yang dapat dijadikan batasan dari penguraian komponen kayu yang terjadi karena pemanasan pada proses destilasi kering, yaitu :
a. Batasan A adalah suhu pemanasan sampai 200 ºC. Air yang terkandung dalam
bahan baku keluar menjadi uap, sehingga kayu menjadi kering, retak-retak dan bengkok. Kandungan karbon lebih kurang 60 .
b. Batasan B adalah suhu pemanasan antara 200
o
C-280ºC. Kayu secara perlahan- lahan menjadi arang dan destilat mulai dihasilkan. Warna arang menjadi coklat
gelap serta kandungan karbonnya lebih kurang 70 . c.
Batasan C adalah suhu pemanasan antara 280-500 ºC. Pada suhu ini akan terjadi karbonisasi selulosa, penguraian lignin dan menghasilkan ter. Arang yang
terbentuk berwarna hitam serta kandungan karbonnya meningkat menjadi 80 . Proses pengarangan secara praktis berhenti pada suhu 400 ºC.
d. Batasan D adalah suhu pemanasan 500 ºC, terjadi proses pemurnian arang,
dimana pembentukan ter masih terus berlangsung. Kadar karbon akan meningkat mencapai 90 . Pemanasan di atas 700 ºC, hanya menghasilkan gas hidrogen.
Sembiring 2003 mengemukakan secara umum dan sederhana proses pembuatan arang aktif terdiri dari tiga tahap, yaitu :
1 Dehidrasi yaitu proses penghilangan air dimana bahan baku dipanaskan sampai
temperatur 170 ºC. 2
Karbonisasi yaitu pemecahan bahan-bahan organik menjadi karbon. Suhu di atas 170 ºC akan menghasilkan CO, CO
2
. 3
Aktivasi yaitu dekomposisi ter dan perluasan pori-pori. Dapat dilakukan dengan uap atau CO dan asam asetat. Pada suhu 275 ºC, dekomposisi menghasilkan ter,
methanol dan hasil samping lainnya. Pembentukan karbon terjadi pada temperatur 400-600 ºC sebagai aktivator.
Proses aktivasi merupakan hal yang penting diperhatikan disamping bahan baku yang digunakan. Yang dimaksud dengan aktivasi adalah suatu perlakuan
Universitas Sumatera Utara
terhadap arang yang bertujuan untuk memperbesar pori yaitu dengan cara memecahkan ikatan hidrokarbon atau mengoksidasi molekul-molekul permukaan
sehingga arang mengalami perubahan sifat, baik fisika maupun kimia, yaitu luas permukaannya bertambah besar dan berpengaruh terhadap daya adsorbsi.
Metode aktivasi yang umum digunakan dalam pembuatan arang aktif adalah :
1 Aktivasi Kimia
Aktivasi ini merupakan proses pemutusan rantai karbon dari senyawa organik dengan pemakaian bahan-bahan kimia. Aktifator yang digunakan adalah bahan-bahan
kimia seperti hidroksida logam alkali, garam-garam karbonat, klorida, sulfat, fosfat dari logam alkali tanah dan khususnya ZnCl
2
, asam-asam anorganik seperti H
2
SO
4
dan H
3
PO
4
.
2 Aktivasi Fisika
Aktivasi ini merupakan proses pemutusan rantai karbon dari senyawa organik dengan bantuan panas, uap dan CO
2
. Umumnya arang dipanaskan di dalam tanur pada temperatur 800 ºC - 900 ºC. Oksidasi dengan udara pada temperatur rendah
merupakan reaksi isotherm sehingga sulit untuk mengontrolnya. Sedangkan pemanasan dengan uap atau CO
2
pada temperatur tinggi merupakan reaksi endoterm sehingga lebih mudah dikontrol dan paling umum digunakan.
Sifat karbon aktif yang paling penting adalah daya serap. Dalam hal ini, ada beberapa faktor yang mempengaruhi daya serap adsorpsi, yaitu :
Universitas Sumatera Utara
a. Sifat Adsorben
Karbon aktif yang merupakan adsorben adalah suatu padatan berpori, yang sebagian besar terdiri dari unsur karbon bebas dan masing-masing berkaitan secara
kovalen. Dengan demikian, permukaan arang aktif bersifat non polar. Selain komposisi dan polaritas, struktur pori juga merupakan faktor yang penting
diperhatikan. Struktur pori berhubungan dengan luas permukaan, semakin kecil pori- pori arang aktif mengakibatkan semakin luas besar. Dengan demikian kecepatan
adsorbsi bertambah. Untuk meningkatkan kecepatan adsorbsi, dianjurkan agar menggunakan arang aktif yang telah dihaluskan. Jumlah atau dosis arang aktif yang
digunakan juga harus diperhatikan.
b. Sifat Serapan
Banyak senyawa yang dapat diadsorpsi oleh arang aktif, tetapi kemampuannya untuk mengadsorpsi berbeda untuk masing-masing senyawa.
Adsorbsi akan bertambah besar sesuai dengan bertambahnya ukuran molekul serapan dari struktur yang sama, seperti deret homolog. Adsorbsi juga dipengaruhi oleh gugus
fungsi, posisi gugus fungsi, ikatan rangkap, struktur rantai dari senyawa serapan.
c. Temperatur
Dalam pemakaian arang aktif dianjurkan untuk mengamati temperatur pada saat berlangsungnya proses. Faktor yang mempengaruhi temperatur proses adsorbsi
adalah viskositas dan stabilitas termal senyawa serapan. Jika pemanasan tidak mempengaruhi sifat-sifat senyawa serapan, seperti terjadi perubahan warna maupun
dekomposisi, maka perlakuan dilakukan pada titik didihnya. Untuk senyawa volatile, adsorbsi dilakukan pada temperatur kamar atau bila memungkinkan pada temperatur
yang lebih rendah.
Universitas Sumatera Utara
d. pH Derajat Keasaman
Untuk asam-asam organik, adsorbsi akan meningkat bila pH diturunkan, yaitu dengan penambahan asam-asam mineral. Ini disebabkan karena kemampuan asam
mineral untuk mengurangi ionisasi asam organik tersebut. Sebaliknya bila pH asam organik dinaikkan yaitu dengan menambahkan alkali, adsorbsi akan berkurang
sebagai akibat terbentuknya garam.
e. Waktu Kontak
Bila arang aktif ditambahkan dalam suatu cairan, dibutuhkan waktu untuk mencapai kesetimbangan. Pengadukan juga mempengaruhi waktu singgung.
Pengadukan dimaksudkan untuk memberikan kesempatan pada partikel arang aktif untuk bersinggungan dengan senyawa serapan. Untuk larutan yang mempunyai
viskositas tinggi, dibutuhkan waktu singgung yang lebih lama. Sembiring, 2003.
Semakin lama waktu kontak dapat memungkinkan proses difusi dan penempelan molekul adsorbat berlangsung lebih baik. Konsentrasi zat-zat organik
dan logam dalam air akan turun apabila kontaknya cukup. Waktu kontak biasanya sekitar 10-15 menit.
2.4.2 Standar Kualitas Karbon Aktif
Kualitas karbon aktif tergantung jenis bahan baku, teknologi pengolahan, cara pengerjaan dan ketepatan penggunaannya. Oleh karena itu, bagi produsen karbon
aktif yang perlu diketahui adalah kualitas apa yang ingin dihasilkan dengan menggunakan bahan baku yang ada, serta untuk apa tujuan karbon aktif tersebut.
Universitas Sumatera Utara
Berbagai versi standar kualitas karbon aktif telah dibuat oleh negara maju seperti Amerika, Inggris, Korea, Jepang dan Jerman. Indonesia telah membuat pula
standar mutu karbon aktif menurut Standar Industri Indonesia yaitu SII 0258-
79 yang kemudian direvisi menjadi SNI 06-3730-1995. Meskipun demikian, beberapa industri atau instansi membuat persyaratan sendiri dalam menerima kualitas
karbon aktif yang ditawarkan, misalnya persyaratan kualitas menurut Kementerian Kesehatan, persyaratan kualitas bagi pengolahan minyak bekas, untuk industri gula,
monosodium glutamat, dan lain-lain. Beberapa persyaratan arang teknis ditunjukkan pada tabel 2.2.
Tabel 2.2 Standar Kualitas Arang Aktif Teknis SNI Nomor 06-3730-1995
No Uraian
Satuan Pesyaratan
Butiran Serbuk
1 2
3 4
5 6
7 8
9
10 11
12 Bagian yang hilang pada pemanasan 950
o
C Air
Abu Bagian tidak mengarang
Daya serap terhadap I
2
Karbon aktif murni Daya serap terhadap benzena
Daya serap terhadap biru metilen Berat jenis curah
Lolos mesh 325 Jarak mesh
Kekerasan -
mgg
mgg gml
Maks. 15 Maks. 4,5
Maks. 2,5 Min. 750
Min. 80 Min. 25
Min. 60
0,45 – 0,55
- 90
90 Maks. 25
Maks. 15 Maks. 10
Min. 750 Min. 65
- Min. 120
0,3 – 0,35
Min. 90 -
-
Sumber : Arang Aktif Teknis SNI 06-3730-1995. Badan Standardisasi Nasional. Jakarta, 1995
2.4.3 Prosedur Analisis Karbon Aktif
Analisis karbon aktif dilakukan terhadap rendemen dan beberapa faktor yang dapat dijalankan sebagai penentu mutu karbon aktif yang dihasilkan. Metode analisis
didasarkan pada metode standar kecuali penentuan nilai rehidrasi.
Universitas Sumatera Utara
2.4.3.1 Kadar air AOAC, 1971 dan SNI, 1995
