BAB III METODELOGI PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan dalam dua tahap. Tahap pertama pembuatan karbon aktif tempurung kelapa dengan aktivasi fisika pemanasan yang
memenuhi syarat mutu arang aktif teknis SNI No. 06-3730-1995. Parameter –
parameter yang diuji adalah : kadar air, kadar zat mudah menguap, kadar abu,
kadar karbon dan daya absorpsi. Karbon aktif yang optimum, akan digunakan sebagai filter untuk penjernihan air sumur gali masyarakat di Kelurahan
Pahlawan Kecamatan Medan Perjuangan Sumatera Utara
.
Tahap kedua dilakukan proses penjernihan air sumur gali. Proses penjernihan air dilakukan dengan dua perlakuan yaitu dengan menggunakan
karbon aktif tempurung kelapa pada aktivasi fisika optimum yang diperoleh pada tahap pertama dan dengan menggunakan proses elektrokoagulasi yang
kemudian difilter dengan karbon aktif tempurung kelapa . Parameter-parameter yang diuji meliputi : pH derajat keasaman, suhu Temperatur, TDS, warna,
kekeruhan, baurasa, bakteri E.Coli, Coliform, logam Al, dan Fe .
3.1 Waktu dan Lokasi Penelitian
Penelitian dilakukan mulai bulan Januari 2013 – April 2013. Penelitian
dilakukan di beberapa lokasi, yaitu : 1. Pembuatan karbon aktif tempurung kelapa dan pengujiannya di
Laboratorium Kimia Dasar, LIDA USU 2. Proses penjernihan air dilakukan di Laboratorium Fisika Dasar LIDA USU
3. Pengujian sampel air sebelum dan sesudah proses penjernihan dilakukan di Laboratorium Balai Riset dan Standardisasi Industri Medan
4. Pengujian morfologi permukaan karbon aktif dilakukan di Laboratorium Material Unimed
Universitas Sumatera Utara
3.2 Bahan dan Peralatan 3.2.1
Bahan A. Prose pembuatan karbon aktif
1. Tempurung kelapa
2. Aquadest
3. Kertas saring kasar
B. Proses penjernihan air
1. Air sumur galian 2. Plat Aluminium
Jumlah 4 2 anoda 2 katoda Tebal 1 mm
Ukuran plat 18 x 12 cm Jarak antar plat 1,5 cm
3.2.2 Peralatan
A. Proses pembuatan karbon aktif
1. Furnance Fungsi : untuk mengarangkan tempurung kelapa dan mengaktivasi
2. Neraca elektrik Fungsi : untuk menimbang massa karbon aktif dan sampel uji
3. Oven Fungsi : untuk mengeringkan arang dan karbon aktif
4. Cawan porselen Fungsi : sebagai wadah sampel uji pada saat pembakaran dan pengeringan
5. Ayakan 100 mesh Fungsi : mengayak bahan dengan kehalusan 100 mesh
6. Ayakan 30 mesh
Fungsi : mengayak bahan dengan kehalusan 30 mesh
Universitas Sumatera Utara
7. Beaker gelas 100 ml, 500 ml dan 1000 ml
Fungsi : sebagai wadah perendaman sampel uji 8.
SEM EVO MA 10 Fungsi : untuk melihat mikrostruktur karbon aktif
B. Proses Penjernihan air
1. pH-meter Komparator Fungsi : untuk mengukur besar pH air
2. Thermometer
Fungsi : untuk mengukur suhu air 3.
TDS Meter Fungsi : untuk mengukur total zat terlarut pada air sampel
4. Spektrofotometri Dx 2010
Fungsi : untuk mengukur warna dan kekeruhan air 5.
AAS Atomic Adsorption Spectrofotometer Fungsi : untuk mengukur kadar logam dalam air
6. Power Supply Adaptor Adjust 0 – 12 Volt
Fungsi : sebagai sumber tegangan DC 7.
Kabel Penghubung dan penjepit buaya Fungsi : untuk menghubungkan peralatan
8. Bak sampel air uk. 30 cm x 25 cm x 15 cm
Fungsi : Sebagai wadah air yang akan diolah 9.
Tabung plastic d = 6,635cm, t = 35 cm Fungsi : sebagai tempat filter
10. Stopwatch
Fungsi : untuk menghitung waktu yang digunakan 11.
Penyangga Elektroda Fungsi : sebagai tempat untuk meletakkan atau menggantungkan elektroda
12. Tiang penyangga
Fungsi : untuk menyangga tabung plastik
3.3 Pengambilan Sampel Air
Universitas Sumatera Utara
Pada penelitian ini sampel air sumur galian yang digunakan berasal dari sumur di jalan sakti no. 26 Kelurahan Pahlawan Kecamatan Medan Perjuangan,
Sumatera Utara dengan kedalaman ± 5 meter, tinggi sumur 0,8 meter, tinggi permukaan air 2,5 meter dan diameter 0,6 meter. Pengambilan sampel
dilakukan sebanyak 2 titik pengambilan yaitu bagian permukaan air diambil dengan menggunakan timba dan di dekat dasar air sumur diambil dengan
menggunakan pompa air sesuai dengan SNI 6989-58-2008 tentang metoda pengambilan contoh air tanah.
Universitas Sumatera Utara
3.4 Diagram Alir Penelitian
Berikut ini disajikan bagan alir pembuatan karbon aktif dari tempurung kelapa
Gambar 3.1 Bagan Alir Penelitian Tahap I
S
PENGARANGAN TAHAP KARBONISASI
Temperatur pengarangan 250
o
C, selama ± 5
PENYEDIAAN BAHAN
Tempurung Kelapa
PENGUJIAN SYARAT MUTU KARBON AKTIF
Pengujian berdasarkan SNI 06-3730-1995
Karbon Aktif Optimum Hasil Pengujian
Aktivasi Fisika
Pemanasan dengan suhu 500
o
C, 600
o
C, 700
o
C, 800
o
C dan 900
o
C
Selesai
Universitas Sumatera Utara
Berikut ini disajikan bagan alir proses penjernihan air sumur
Gambar 3.2 Bagan Alir Penelitian Tahap II
Filter Karbon Aktif Tempurung Kelapa
St
Proses EC + Filter Karbon Aktif Tempurung Kelapa
Selesai End
Pengambilan Sampel Air
Pemeriksaan Karakteristik Air Sumur Sebelum Pengolahan suhu, TDS, warna, baurasa, kekeruhan, pH, bakteri E.Coli, bakteri
Coliform, logam Al dan Fe
Air jern
Air Bersih Air Minum Sesuai Permenkes Air Bersih No:
416MENKESPERIX1990 Sesuai Permenkes Air Minum No:
Pengolahan sampel dengan karbon aktif tempurung kelapa tahap I
Air jern
Pemeriksaan Karakteristik Air Jernih
Pemeriksaan Karakteristik Air Jernih
Universitas Sumatera Utara
3.5 Prosedur Penelitian A. Pembuatan Karbon Aktif
1. Tempurung kelapa dibersihkan dari sabutnya dan sisa – sisa dari daging
buah kelapa. Setelah itu dihancurkan dan dikeringkan di dalam oven pada suhu 105
o
C selama 3 jam 2.
Pengarangan tahap karbonisasi tempurung kelapa dengan furnance pada suhu 250
o
C selama ± 5 jam 3.
Dilakukan aktivasi fisika pemanasan dengan variasi suhu 500
o
C, 600
o
C, 700
o
C, 800
o
C dan 900
o
C dengan waktu penahanan 60 menit 4.
Selajutnya karbon aktif tempurung kelapa dibersihkan dari abu dengan dicuci menggunakan air aquadest dan dikeringkan.
5. Kemudian karbon aktif tempurung kelapa yang telah dibesihkan diayak
dengan ayakan 30 mesh, hasil dari ayakan 30 mesh selanjutnya diayak lagi dengan ayakan 100 mesh. Hasil karbon aktif tempurung kelapa
yang tertahan di ayakan 100 mesh selanjutnya diuji. 6.
Kemudian dilakukan pengujian karbon aktif antaralain : kadar air, kadar abu, kadar zat mudah menguap, kadar karbon dan daya serap air.
B. Proses Pengolahan Air
B.1. Proses Elektrokoagulasi + Filter Karbon Aktif Tempurung Kelapa 1.
Pemeriksaan parameter-parameter sampel air sumur, yaitu : pH, suhu, warna TDS, kekeruhan, bau, logam Fe, logam Al, bakteri E.Coli dan
Coliform 2.
Pengaturan alat yang akan digunakan 3.
Pengaturan jumlah dan jarak elektroda plat Aluminium yang diletakkan dalam bak elektrokoagulasi.
4. Memasukkan air sumur ke dalam bak sampel elektrokoagulasi volume 5
liter.
Universitas Sumatera Utara
5. Sumber arus searah power supply dihidupkan dengan mengaktifkan
saklar pada tegangan 12 volt. Proses elektrokoagulasi berlangsung selama 15 menit.
6. Setelah didiamkan 15 menit, air jernih dialirkan ke dalam tabung filtrasi,
yang telah diisi dengan karbon aktif tempurung kelapa. 7.
Selanjutnya air jernih dialirkan ke dalam bak air bersih 8.
Proses selesai, kemudian dilakukan pemeriksaan parameter-parameter air bersih sesudah proses yaitu : pH, suhu, warna TDS, kekeruhan, bau,
logam Fe, logam Al, bakteri E.Coli dan Coliform.
Model Penjernihan Air Sumur Dengan Metode Elektrokoagulasi Dan Karbon Aktif Tempurung Kelapa
3 6 9
12
Power Supply Adaptor 12 Volt
Proes Filtrasi dengan Menggunakan karbon Aktif
_ _
+ _
+ +
+ _
1,5 cm 1,5 cm
1,5 cm 1,5 cm 1,5 cm
1,5 cm 1,5 cm
Air Bersih Proses EC dan Filtrasi
Karbon Aktif Air
Proses Elektrokoagulasi
Gambar 3.3 Penjernihan air dengan metode elektrokoagulasi dan difilter karbon aktif tempurung kelapa
Universitas Sumatera Utara
B.2. Filter Karbon Aktif Tempurung Kelapa 1.
Pemeriksaan parameter-parameter sampel air sumur, yaitu : pH, suhu, warna TDS, kekeruhan, bau, logam Fe, logam Al, bakteri E.Coli dan
Coliform 2.
Pengaturan alat yang akan digunakan 3.
Memasukkan air sumur ke dalam bak sampel volume 5 liter. 4.
Dialirkan air sumur ke dalam tabung plastik filtrasi, yang telah diisi dengan karbon aktif tempurung kelapa
5. Selanjutnya air jernih dialirkan ke dalam bak air bersih
6. Proses selesai, kemudian dilakukan pemeriksaan parameter-parameter air
bersih sesudah proses yaitu : pH, suhu, warna TDS, kekeruhan, bau, logam Fe, logam Al, bakteri E.Coli dan Coliform.
Model Penjernihan Air Sumur Dengan Menggunakan Filter Karbon Aktif Tempurung Kelapa
Proes Filtrasi dengan Menggunakan karbon Aktif
Air Bersih Proses EC dan Filtrasi
Karbon Aktif Air
Bak Sampel Air
Gambar 3.4 Penjernihan air dengan filter karbon aktif tempurung kelapa
Universitas Sumatera Utara
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil yang akan dibahas pada penelitian ini adalah karbon aktif tempurung kelapa optimum hasil pengujian aktivasi fisika, penjernihan air dengan proses
elektrokoagulasi dengan menggunakan plat aluminium Al yang kemudian di filter karbon aktif tempurung kelapa dan penjernihan air dengan filter karbon
aktif tempurung kelapa saja.
4.1 Pembuatan Karbon Aktif Tempurung Kelapa
4.1.1 Karbonisasi
Dalam proses karbonisasi terdapat penyusutan sampel. Hal ini dikarenakan pemanasan yang diberikan saat proses karbonisasi berlangsung dapat
menghilangkan partikel - partikel yang terkandung di dalam sampel sehingga yang tersisa hanya arang tempurung kelapa. Didalam proses karbonisasi ini
juga didapat hasil berupa abu yang disebabkan adanya pengaruh oksigen pada lingkungan di luar furnance.
Hasil dari proses karbonisasi berupa arang tempurung kelapa yang biasanya masih memiliki luas permukaan kecil karena masih banyak volatile dan tar
yang terperangkap dalam arang sehingga menutupi luas permukaan arang dan membatasi daya serap dari karbon. Sehingga dilakukan proses aktivasi dengan
tujuan untuk menghilangkan volatile dan tar yang tersisa.
4.1.2 Aktivasi Fisika
Pada proses aktivasi fisika, arang tempurung kelapa dipanaskan dengan furnance tanpa dipengaruhi udara dari luar, hal ini bertujuan untuk
memperbesar luas pori – pori permukaan karbon aktif tempurung kelapa. Suhu
pemanasan divariasikan dari 500
o
C sampai 900
o
C dengan waktu penahanan 1 jam. Hasil aktivasi fisika seperti Tabel 4.1.
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.1 Data Hasil Proses Aktivasi Fisika
Dari Tabel 4.1 menunjukkan massa karbon aktif setelah pemanasan terbesar diperoleh pada suhu 500
o
C yaitu sebesar 78,96 gram dan massa terendah pada suhu 900
o
C sebesar 63,60 gram. Hal ini dapat disebabkan pada suhu 500
o
C belum banyak kandungan air dan zat
– zat yang menguap. Semakin tinggi suhu pemanasan maka kandungan air dan zat
– zat yang menguap juga semakin besar sehingga massa sampel setelah pemanasan mengalami penurunan.
4.1.3 Karakteristik Karbon Aktif Aktivasi Fisika
Karakteristik karbon aktif pada penelitian ini dilakukan untuk mengetahui dan menganalisis karbon aktif aktivasi fisika dengan memvariasikan suhu
pemanasan. Suhu pemanasan memberikan karakteristik yang berbeda pada karbon aktif. Pengujian untuk mengetahui karakteristik karbon aktif dilakukan
berdasarkan pada standar SNI No. 06-3730-1995
yang meliputi sifat fisik dan sifat kimia seperti kadar air, kadar zat mudah menguap, kadar abu, kadar
karbon dan daya serap air.
1. Kadar Air
Salah satu sifat dari karbon aktif yang mempengaruhi kualitas karbon aktif yaitu kadar air. Tujuan penetapan kadar air untuk mengetahui seberapa banyak air
yang dapat teruapkan agar air yang terikat pada karbon aktif tempurung kelapa Suhu
o
C Massa Awal
gram Massa Akhir
gram
500 600
700 800
900
100 78,96
72,29 71,27
69,75 63,60
Universitas Sumatera Utara
tidak menutupi pori dari karbon aktif tersebut. Kadar air karbon aktif tempurung kelapa yang dihasilkan
dihitung berdasarkan persamaan 2.1 dan hasilnya seperti pada Tabel 4.2.
Tabel 4.2 Data Hasil Pengujian Kadar Air Aktivasi Fisika No
Suhu
o
C Kadar Air
SNI No. 06-3730-1995 1
2 3
4 5
500 600
700 800
900 1,91
2,62 4,86
9,69 12,15
4,5
Data hasil pengujian kadar air pada Tabel 4.2 di karakterisasi secara grafik seperti pada Gambar 4.1.
Gambar 4.1 Grafik kadar air terhadap suhu aktivasi fisika
Gambar 4.1 menunjukkan bahwa kadar air semakin meningkat seiring dengan suhu yang semakin tinggi pula, hal tersebut karena semakin tinggi suhu jumlah
air yang menguap juga semakin besar yang terlihat pada suhu 900
o
C dengan persentase kadar air 12,15. Kenaikan persentase kadar air yang tidak konstan
5 10
15 20
500 600
700 800
900
Per sen
tase Kad
ar Ai
r
Suhu Aktivasi
o
C
Universitas Sumatera Utara
disebabkan masih adanya pengaruh udara diluar lingkungan pada proses pendinginan yang dilakukan secara manual di ruangan terbuka sehingga
karbon aktif banyak menyerap uap air. Syarat mutu karbon aktif menurut
SNI No. 06-3730-1995 untuk kadar air
adalah 4,5, sedangkan hasil analisa kadar air untuk karbon aktif tempurung kelapa yang paling mendekati dengan
SNI No. 06-3730-1995 yaitu sebesar
4,86 pada suhu 700
o
C.
2. Kadar Zat Mudah Menguap
Penetapan kadar zat mudah menguap bertujuan mengetahui jumlah zat atau senyawa yang belum menguap pada proses karbonisasi dan aktivasi.
Kadar zat mudah menguap karbon aktif tempurung kelapa yang dihasilkan
dihitung berdasarkan persamaan 2.2 dan hasilnya seperti pada Tabel 4.3.
Tabel 4.3 Data Hasil Pengujian Kadar Zat Mudah Menguap Aktivasi Fisika No
Suhu
o
C Kadar ZMM
SNI No. 06-3730-1995 1
2 3
4 5
500 600
700 800
900 2,84
6,12 10,84
32,80 38,32
15
Data hasil pengujian kadar zat mudah menguap pada Tabel 4.3 di karakterisasi secara grafik seperti pada Gambar 4.2.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.2 Grafik kadar zat mudah menguap terhadap suhu aktivasi fisika
Gambar 4.2 memperlihatkan bahwa semakin tinggi suhu aktivasi maka kadar zat mudah menguapnya semakin besar. Besarnya kadar zat mudah menguap
disebabkan terdapatnya senyawa non karbon yang menempel pada permukaan karbon aktif terutama atom O yang terikat kuat pada atom C pada permukaan
karbon aktif dalam bentuk CO
2
dan CO. Senyawa non karbon tersebut merupakan suatu pengotor yang menutupi pori
– pori dari karbon aktif, sehingga mengurangi efektifitasnya dalam menyerap kontaminan
– kontaminan di dalam air.
Syarat mutu karbon aktif menurut SNI No. 06-3730-1995
untuk kadar air adalah 15. Hasil analisa kadar zat mudah menguap untuk karbon aktif
tempurung kelapa yang paling mendekati dengan SNI No.06-3730-1995
terdapat pada suhu 700
o
C dengan persentase
10,84 .
3. Kadar Abu
Penetapan kadar abu bertujuan untuk mengetahui kadungan oksida logam dalam karbon aktif. Kadar abu merupakan sisa dari pembakaran yang sudah tidak memiliki
unsur karbon dan nilai. Kadar abu karbon aktif tempurung kelapa yang dihasilkan
dihitung berdasarkan persamaan 2.3 dan hasilnya seperti pada Tabel 4.4.
10 20
30 40
50
500 600
700 800
900
Per sen
tase Kad
ar Z
M M
Suhu Aktivasi
o
C
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.4Data Hasil Pengujian Kadar Abu Aktivasi Fisika No
Suhu
o
C Kadar Abu
SNI No. 06-3730-1995 1
2 3
4 5
500 600
700 800
900 0,56
1,03 2,04
3,48 7,24
2,5
. Data hasil pengujian kadar abu pada Tabel 4.4 kemudian di karakterisasi secara
grafik seperti pada Gambar 4.3.
Gambar 4.3 Grafik kadar abu terhadap suhu aktivasi fisika
Gambar 4.3 memperlihatkan bahwa semakin tinggi suhu pemanasan maka kadar abu semakin besar. Besarnya kadar abu
disebabkan pada waktu pendinginan karbon aktif terjadi kontak dengan udara sehingga terjadi proses
pembakaran lebih lanjut dimana karbon aktif yang terbentuk berubah menjadi abu.
2 4
6 8
10
500 600
700 800
900
Per sen
tase Kad
ar Ab
u
Suhu Aktivasi
o
C
Universitas Sumatera Utara
Syarat mutu karbon aktif menurut SNI No. 06-3730-1995 untuk kadar abu
adalah maksimum 2,5, sehingga kadar abu untuk karbon aktif tempurung
kelapa yang paling mendekati dengan SNI No. 06-3730-1995 yaitu 2,04 pada
suhu 700
o
C.
4. Kadar Karbon
Karbon terikat dalam suatu arang mempunyai peranan yang cukup penting untuk menentukan kualitas karbon. Penentuan kadar karbon terikat bertujuan untuk
mengetahui kandungan karbon setelah proses karbonisasi dan aktivasi. Kadar karbon
karbon aktif tempurung kelapa yang dihasilkan dihitung berdasarkan persamaan 2.4
dan hasilnya seperti pada Tabel 4.5.
Tabel 4.5 Data Hasil Pengujian Kadar Karbon Aktivasi Fisika No
Suhu
o
C Kadar Karbon
SNI No. 06-3730-1995 1
2 3
4 5
500 600
700 800
900 96,6
92,85 87,12
63,66 54,44
80
. Data hasil pengujian kadar karbon pada Tabel 4.5 kemudian di karakterisasi
secara grafik seperti pada Gambar 4.4.
Universitas Sumatera Utara
Gambar 4.4 Grafik kadar karbon terhadap suhu aktivasi fisika
Gambar 4.4 menunjukkan penurunan kadar karbon seiring tingginya suhu pemanasan. Penurunan kadar karbon dipengaruhi oleh kadar zat mudah
menguap dan kadar abu, dimana semakin tinggi kadar zat mudah menguap dan kadar abu pada karbon aktif maka kadar karbon terikatnya semakin menurun.
Syarat mutu karbon aktif menurut SNI No. 06-3730-1995 untuk kadar
karbon adalah 80, hasil analisa kadar karbon tempurung kelapa yang paling
mendekati dengan SNI No. 06-3730-1995 yaitu pada suhu 700
o
C hasilnya 87,12.
Sedangkan untuk suhu 500
o
C dan 600
o
C hasilnya 96,6 dan 92,85 juga masih memenuhi syarat mutu karbon aktif.
5. Daya Serap
Daya serap air merupakan persentase massa air yang mampu diserap
karbon aktif di dalam air. Pengujian daya serap ini telah dilakukan terhadap semua jenis variasi sampel yang ada. Pengujian daya serap ini mengacu pada
ASTM C-20-00-2005. Daya serap air dihitung berdasarkan persamaan 2.5 dan
hasilnya seperti pada Tabel 4.6.
20 40
60 80
100
500 600
700 800
900
Per sen
tase Kad
ar Kar
b o
n
Suhu Aktivasi
o
C
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.6 Data Hasil Pengujian Daya Serap Air Aktivasi Fisika No
Suhu
o
C Daya Serap
1 2
3 4
5
500 600
700 800
900 40,56
49,25 56,12
61,44 75,20
Data hasil pengujian kadar karbon pada Tabel 4.6 yang kemudian di karakterisasi secara grafik seperti pada Gambar 4.5.
Gambar 4.5 Grafik daya serap terhadap suhu aktivasi fisika
Gambar 4.5 menunjukkan bahwa kemampuan daya serap karbon aktif dari hasil aktivasi fisika pemanasan cenderung meningkat seiring dengan peningkatan
suhu pemanasan. Hal ini dikarenakan teruapnya kotoran – kotoran dari
permukaan karbon aktif tempurung kelapa pada pemanasan sehingga memperluas permukaan karbon aktif. Semakin besar luas permukaan karbon
aktif tempurung kelapa maka semakin besar kemampuan daya serap karbon
20 40
60 80
100
500 600
700 800
900
P er
sen tase Da
y a
S er
ap A
ir
Suhu Aktivasi
o
C
Universitas Sumatera Utara
aktif tempurung kelapa. Dari hasil analisa kadar karbon tempurung kelapa untuk daya serap air yang terbaik pada suhu 900
o
sebesar 75,20.
4.1.4 Karakteristik Mikrostruktur Karbon Aktif Tempurung Kelapa
Karakterisasi mikrostruktur karbon aktif dilakukan untuk melihat morfologi permukaan karbon aktif pada aktivasi fisika. Dari hasil pengujian karakterisasi
karbon aktif tempurung kelapa pada aktivasi fisika untuk parameter kadar air, kadar zat mudah menguap, kadar abu dan kadar karbon yang mendekati dengan
syarat mutu karbon aktif menurut SNI No. 06-3730-1995 adalah pada suhu
700
o
C . Akan tetapi untuk hasil pengujian daya serap air tertinggi pada suhu
900
o
C, sehingga diperlukan pengujian mikrostruktur untuk melihat karbon aktif yang terbaik untuk dijadikan filter pada proses penjernihan air sumur galian.
Morfologi permukaan karbon aktif tempurung kelapa aktivasi fisika pada suhu pemanasa 500
o
C, 700
o
C dan 900
o
C diidentifikasi menggunakan SEM EVO MA 10 dengan perbesaran objek 5000 kali yang hasilnya dapat dilihat pada
Gambar 4.6.
a. Karbon Aktif TK 500
o
C b. Karbon Aktif TK 700
o
C
Universitas Sumatera Utara
c. Karbon Aktif TK 900
o
C Gambar 4.6 Mikrograf SEM Permukaan Karbon Aktif Tempurung Kelapa
Aktivasi Fisika
Berdasarkan Gambar 4.6 terlihat perbedaan morfologi permukaan dari karbon aktif yang telah diaktivasi fisika pada suhu pemanasan 500
o
C, 700
o
C dan 900
o
C. Pada karbon aktif tempurung kelapa pada aktivasi fisika suhu 900
o
C terlihat adanya rongga
– rongga kecil yang lebih banyak bila dibandingkan dengan karbon aktif tempurung kelapa pada aktivasi fisika suhu 500
o
C dan 700
o
C. Banyaknya rongga – rongga ini dikarenakan adanya pengaruh panas saat
proses aktivasi yang menyebabkan terjadinya proses penguraian senyawa organik pada tempurung kelapa. Sehingga semakin tinggi suhu aktivasi maka
rongga – rongga yang terbentuk akan semakin banyak sehingga luas
permukaan karbon aktif tempurung kelapa akan semakin besar.
Karbon Aktif Tempurung Kelapa Optimum
Setelah dilakukan pengujian terhadap karbon aktif tempurung kelapa dengan aktivasi fisika, penulis melihat karbon aktif yang optimum pada suhu 700
o
C dilihat dari parameter kadar air sebesar 4,86 yang mendekati syarat mutu
karbon aktif menurut SNI No. 06-3730-1995 yaitu maksimal 4,5, kadar zat
Universitas Sumatera Utara
mudah menguap 10,84 yang mendekati syarat mutu karbon aktif menurut
SNI No. 06-3730-1995 yaitu maksimal 15, kadar abu 2,04 yang mendekati syarat mutu karbon aktif menurut SNI No. 06-3730-1995 yaitu maksimal 2,5,
dan kadar karbon 87,12 yang mendekati syarat mutu karbon aktif menurut
SNI No. 06-3730-1995 yaitu minimal 80. Sedangkan daya serap hasil yang
didapat pada suhu 700
o
C sebesar 56,12 dan hasil daya serap tertinggi pada suhu 900
o
C sebesar 75,20. Berdasarkan parameter
– parameter karbon aktif tempurung kelapa yang telah diuji dapat disimpulkan bahwa suhu optimum untuk aktivasi fisika berdasarkan
SNI No. 06-3730-1995 untuk parameter kadar air, kadar zat mudah menguap, kadar abu dan kadar karbon adalah pada suhu 700
o
C. Sedangkan untuk pengujian daya serap air yang tertinggi diperoleh pada suhu 900
o
C sebesar 75,20.
Dari hasil pengujian karbon aktif dan daya serap air dilakukan analisis mikrostruktur dengan SEM, maka karbon aktif tempurung kelapa yang
digunakan untuk proses penjernihan air sumur galian adalah karbon aktif yang sudah diaktivasi fisika pemanasan pada suhu 900
o
C. Apabila dibandingkan dengan penelitian Haniffudin N 2013 yang membuat
karbon aktif tempurung kelapa dengan aktivasi kimia menggunakan Kalium Hidroksida KOH memiliki hasil pengujian mikrostruktur yang lebih baik. Hal
ini dikarenakan aktivasi kimia memiliki perlakuan khusus sebelum dipanaskan yaitu direndam larutan kimia agar pengotor pada permukaan arang setelah
dikarbonisasi terlepas atau terurai dengan larutan kimia, sehingga rongga –
rongga yang terbentuk dari karbon aktif lebih terlihat jelas. Walaupun aktivasi fisika tidak sebaik aktivasi kimia, akan tetapi aktivasi fisika juga memiliki
kelebihan antara lain tidak menggunakan bahan kimia terbebas dari bahan –
bahan kimia, biaya pembuatannya yang relative lebih murah dibandingkan dengan aktivasi kimia dan aktivasi fisika pemanasan selalu digunakan setelah
aktivasi kimia.
Universitas Sumatera Utara
4.2 Penjernihan Air Sumur
Kategori