Arang Aktif Berbahan Baku sebagai Penyerap Polutan Gas dalam Media Kertas

ARANG AKTIF BERBAHAN BAKU BAMBU
SEBAGAI PENYERAP POLUTAN GAS
DALAM MEDIA KERTAS

ADE IRMA PRIHATIN

DEPARTEMEN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN
SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA*
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Arang Aktif Berbahan
Baku Bambu sebagai Penyerap Polutan Gas dalam Media Kertas adalah benar
karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam
bentuk apa pun kepada perguruan tinggi manapun. 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, Juni 2013
Ade Irma Prihatin
NIM G44080111

ABSTRAK
ADE IRMA PRIHATIN. Arang Aktif Berbahan Baku Bambu sebagai Penyerap
Polutan Gas dalam Media Kertas. Dibimbing oleh ARMI WULANAWATI dan
GUSTAN PARI.
Bambu sebagai bahan berlignoselulosa mempunyai prospek baik untuk
dijadikan bahan baku arang aktif karena ketersediaannya yang sangat banyak dan
murah. Penelitian ini bertujuan membuat arang aktif berbahan baku bambu.
Pengaktifan arang dilakukan dengan 2 metode, yaitu aktivasi kimia (perendaman
KOH) dan aktivasi fisika (pemberian steam). Indikator mutu arang aktif
didasarkan pada pencirian berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI 06-37301995) yang digunakan sebagai bahan pengisi kertas. Hasil penelitian
menunjukkan arang aktif yang memenuhi SNI adalah arang yang diaktivasi
menggunakan aktivator KOH dan steam pada suhu 800 °C selama 120 menit yang
menghasilkan kadar air 8.14%, zat terbang 9.08%, abu 16.45%, karbon terikat

86.29%, daya jerap benzena 14.36%, iodin 240.213 mg/g, dan biru metilena
154.53 mg/g. Kertas hasil pencampuran arang aktif diperoleh pada nisbah pulp
terhadap arang aktif, 2:1 dengan nilai daya serap benzena tertinggi. Kertas
tersebut mampu menyerap polutan gas yang ada di dalam kulkas, yaitu para–
hidroksibenzaldehida sebesar 0.01%/cm2.
Kata kunci: arang aktif, bambu, gas, kertas

ABSTRACT
ADE IRMA PRIHATIN. Activated Carbon from Bamboo as Gaseous Pollutant
Absorbent in Paper Medium. Supervised by ARMI WULANAWATI and
GUSTAN PARI.
Bamboo as a lignocellulosic material has a good prospects to be processed
as an activated carbon due to its availability and low cost. The purpose of this
study was to provide activated carbon from bamboo. The activation was done
through 2 methods, i.e. chemical activation (KOH immersion) and physical
activation (steamed). The quality indikator of the product was characterized by
Indonesian National Standard (SNI 06-3730-1995) to be used as paper filler. In
this experiment, the best activated carbon was the KOH treatment and steam as
the activator at a temperature of 800 °C for 120 minutes. The characteristics
include moisture content of 8.14%, volatile matter 9.08%, ash 16.45%, bound

carbon 86.29%, benzene adsorption 14.36%, methylene blue adsorption 154.53
mg/g, and iodine adsorption of 240.213 mg/g. The best paper prepared by mixing
the activated carbon was resulted from the ratio pulp of activated carbon, 2:1. The
paper absorbed gaseous pollutans in a refrigerator namely 0.01%/cm2 para–
hidroksibenzaldehida.
Keywords: activated carbon,bamboo, gaseous pollutans, paper

ARANG AKTIF BERBAHAN BAKU BAMBU
SEBAGAI PENYERAP POLUTAN GAS
DALAM MEDIA KERTAS

ADE IRMA PRIHATIN

Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Sains
pada
Departemen Kimia

DEPARTEMEN KIMIA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
INSTITUT PERTANIAN BOGOR
BOGOR
2013

Judul Skripsi : Arang Aktif Berbahan Baku sebagai Penyerap Polutan Gas dalam
Media Kertas
Nama
: Ade Irma Prihatin
NIM
: G440080111

Disetujui oleh

Armi Wulanawati, SSi MSi
Pembimbing I

Prof (R) Dr Gustan Pari, MS
Pembimbing II

Diketahui oleh

Prof Dr Ir Tun Tedja Irawadi, MS
Ketua Departemen

Tanggal Lulus:

PRAKATA
Alhamdulillah, puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah subhanahu
wa ta’ala atas segala karunia-Nya sehingga karya ilmiah ini dapat diselesaikan.
Tema yang dipilih dalam penelitian yang dilaksanakan sejak bulan Februari 2012
ini ialah absorpsi, dengan judul Arang Aktif Berbahan Baku Bambu sebagai
Penyerap Polutan Gas dalam Media Kertas.
Terima kasih kepada Ibu Armi Wulanawati, SSi MSi dan Bapak Prof(R) Dr
Gustan Pari, MS selaku pembimbing, serta kepada Bapak Saptadi Darmawan
yang telah memberikan banyak saran. Teristimewa penulis ucapkan terima kasih
kepada kedua orang tua tercinta, ayahanda Maskud (alm), ibunda Siti Masitoh
(almh), nenek Sahiroh, kakak-kakak, abang Yogi, serta keluarga atas limpahan
kasih sayang, doa, pengorbanan, serta dukungan moril dan materi. Kepada para
peneliti dan staf di Puslitbang Keteknikan Kehutanan dan Pengolahan Hasil

Hutan, terima kasih telah berbagi ilmu, bantuan,dan waktu untuk diskusi selama
penelitian. Terima kasih kepada para dosen, pegawai, dan laboran departemen
Kimia, atas ilmu berharga dan bimbingannya. Rekanku Kimia “ceunah” angkatan
2008 atas kebersamaan, semangat, dan kenangan indah selama menempuh
pendidikan bersama atas canda tawa, kebersamaan, dukungan, dan semangatnya.
Kepada semua pihak yang tidak dapat disebutkan satu persatu, terima kasih atas
bantuan, dukungan, serta doanya.
Semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi semua pihak.

Bogor, Juni 2013
Ade Irma Prihatin

DAFTAR ISI

DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
PENDAHULUAN
BAHAN DAN METODE
Bahan dan Alat
Metode

HASIL DAN PEMBAHASAN
Karakterisasi Arang Aktif
Pencirian Arang Aktif
Karakterisasi Sifat Fisik dan Mekanik Kertas
Uji Aplikasi
SIMPULAN DAN SARAN
Simpulan
Saran
DAFTAR PUSTAKA
LAMPIRAN

viii
viii
1
2
2
2
6
7
11

14
16
17
17
17
17
19

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

12

Rendemen arang dan arang aktif
Kadar air arang aktif
Kadar zat terbang (a) dan abu (b) arang aktif
Kadar karbon terikat arang aktif
Daya jerap benzena arang aktif
Daya jerap iodin arang aktif
Daya jerap biru metilena arang aktif
Topografi permukaan arang (a) dan arang aktif bambu (b, c, d, dan e)
Pola difraksi sinar–X arang aktif
Daya serap benzena (a), CCl4 (b), kloroform (c), dan formaldehida (d)
Kadar air kertas
Ketebalan (a), daya regang (b), ketahanan sobek (c), dan ketahanan
tarik (d) kertas modifikasi
13 Kromatogram kertas aplikasi hasil GCMS

7
8
9

9
10
11
11
13
13
14
15
16
16

DAFTAR LAMPIRAN
1
2
3
4
5
6

Rendemen arang

Karakterisasi arang aktif
Standar Nasional Indonesia (SNI) Arang Aktif Teknis 06-3730-1995
Pola difraksi sinar–X arang aktif
Karakterisasi sifat fisik dan mekanik kertas
Hasil gas–gas lain yang terserap dalam kertas aplikasi

19
20
23
23
24
31

PENDAHULUAN
Polutan adalah suatu zat yang menjadi penyebab pencemaran terhadap
lingkungan. Suatu zat dapat disebut polutan atau zat pencemar apabila zat tersebut
melebihi jumlah normal atau ambang batas, berada pada tempat yang tidak
seharusnya, dan waktu yang tidak tepat. Berdasarkan wujudnya, polutan dapat
dibedakan menjadi tiga golongan, yaitu polutan padat (kertas, kaleng, besi, logam,
dan plastik), polutan cair (tumpahan minyak, pestisida, dan detergen), serta
polutan gas (seperti CO, CO2, CFC, asap rokok, dan lain–lain). Polutan gas atau
polutan udara terjadi akibat masuknya zat atau bahan asing, energi, dan komponen
lainnya (Andara 2011). Menurut Imamkhasam (1990), polutan ini dapat masuk ke
dalam tubuh manusia melalui pernapasan (inhalasi) sehingga memberikan efek
pada saluran pernapasan tersebut, lalu masuk ke dalam darah, dan terdistribusi ke
seluruh organ–organ tubuh.
Perkembangan ilmu pengetahuan menunjukkan bahwa polutan dalam
bentuk gas dapat diserap menggunakan arang aktif. Kemampuan daya serap arang
aktif terhadap molekul gas tergantung dari ukuran dan penyebaran pori, serta luas
dan sifat kimia permukaan arang aktifnya yang dipengaruhi oleh jenis bahan baku
dan proses aktivasinya baik secara fisika maupun kimia (Benaddi 2000).
Umumnya, kualitas arang aktif didasarkan pada kemampuannya dalam menjerap
iodin. Nilai terbaik arang aktif sebagai daya jerap polutan gas diperoleh dari arang
aktif berbahan baku tempurung kelapa dengan daya jerap iodin sebesar 1110 mg/g
(Ansari dan Mohammad-Khah 2009).
Bambu yang merupakan tanaman serbaguna bagi masyarakat mempunyai
prospek baik untuk dijadikan bahan baku arang aktif karena ketersediaannya yang
sangat banyak, murah, dan memiliki kandungan selulosa sebesar 42.40–53.60%
(Gusmailina dan Sumadiwangsa 1998) yang merupakan komponen utama arang
aktif (Bonelli 2001, serta Daud dan Ali 2004), serta memiliki daya jerap arang
aktif terhadap iodin sebesar 1150 mg/g (Komarayati et al. 1998). Adanya
kandungan selulosa tersebut menjadikan bambu berpotensi pula dalam
meningkatkan rendemen pada kertas.
Kebutuhan kertas di Indonesia terus mengalami peningkatan seiring dengan
pertambahan penduduk dan kemajuan aktivitas yang berhubungan dengan
pemakaian kertas. Peningkatan kualitas kertas dapat dilakukan dengan
menambahkan bahan kimia yang berfungsi sebagai bahan pereaksi dan bahan
pengisi (filler) (Fengel dan Wagner 1995). Saat ini, kedua bahan tersebut
digunakan untuk memperkuat sifat mekanik dan rendemen kertas (Firmansyah
2007). Berdasarkan uraian tersebut maka pada penelitian ini akan dilakukan
penambahan arang aktif berbahan baku bambu dalam pembuatan kertas sehingga
selain diperoleh kemampuan kertas dalam menyerap polutan gas juga
meningkatan kualitas fisik dan mekanik kertas.

2

METODE

Alat dan Bahan
Alat-alat yang digunakan adalah kiln drum, alat aktivasi (retort) yang
dilengkapi termokopel, rotary digestor, penyaring kasar, penyaring halus, niagara
beater, alat untuk pengujian freeness (derajat kehalusan serat), kertas minyak,
cawan porselin, alat pencetak kertas, neraca analitik, oven, desikator, tanur,
saringan halus (100 mesh), Spektrofotometer Ultravoilet-Tampak (UV-VIS)
Shimadzu tipe UV-1700, X-Ray Diffractometer (XRD) Shimadzu seri XRD 7000
Maxima 40 kV, Scanning Electron Microscope (SEM) ZEISS seri EVO 20 kV,
Gas Chromatography–Mass Spectrometry (GC–MS) tipe Shimadzu QP 5050,
alat–alat untuk pengujian kertas (tarik, lipat, dan sobek) desikator yang telah
jenuh oleh uap benzena, kloroform, karbon tetraklorida, dan formaldehida, serta
peralatan kaca lainnya.
Bahan-bahan yang digunakan adalah bambu (berasal dari Sukabumi), KOH
20%, chip Acacia mangium Willd (bahan baku kertas), larutan NaOH, Na2S,
iodin, biru metilena, dan natrium tiosulfat.

Prosedur Kerja
Sintesis Arang Aktif
Pengarangan
Bambu sebanyak 30 kg dimasukkan ke dalam kiln drum. Selanjutnya
dinyalakan dengan cara membakarnya melalui bagian lubang udara dengan
bantuan umpan ranting kayu. Sesudah bahan baku menyala dan diperkirakan tidak
padam, maka lubang udara kiln ditutup dan cerobong asap dipasang. Pengarangan
dianggap selesai apabila asap keluar dari cerobong menipis dan berwarna kebiru–
biruan, selanjutnya kiln didinginkan selama 24 jam.
Aktivasi Arang
Sebanyak 1000 g arang bambu (arang) hasil karbonasi direndam dalam
larutan KOH 20% selama 24 jam, kemudian dibilas dengan air sampai bersih dan
dikeringkan. Selanjutnya arang dengan dan tanpa perendaman KOH diaktivasi
selama 120 menit dengan pemanasan dalam retort pada suhu 800 °C yang dialiri
dengan dan tanpa steam. Arang tersebut diaktivasi dengan empat perlakuan, yaitu
aktivasi panas (perlakuan I), arang yang direndam KOH dan panas (perlakuan II),
aktivasi steam (perlakuan III), dan arang yang direndam KOH dan steam
(perlakuan IV).
Karakterisasi Arang Aktif
Rendemen (SNI 1995)
Arang aktif (sampel) yang terbentuk dihitung lalu dibandingkan dengan
bobot arang. Rendemen dihitung dengan rumus:

3

Rendemen (%) =

bobot sampel
bobot arang

× 100%

Kadar Air (SNI 1995)
Sebanyak ±1.00 g sampel ditimbang dalam cawan porselin yang telah
diketahui bobotnya, kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 105 °C selama
3 jam. Setelah didinginkan dalam desikator, ditimbang. Pengeringan dan
penimbangan diulangi sampai diperoleh bobot konstan. Analisis dilakukan dua
ulangan. Kadar air dihitung berdasarkan persamaan:
Kadar air (%) = (bobot sampel awal −akhir ) × 100%/bobot sampelawal
Kadar Zat Terbang (SNI 1995)
Sebanyak ±1.00 g sampel ditimbang dalam cawan porselin yang telah
diketahui bobotnya. Cawan kemudian dipanaskan dalam tanur listrik pada suhu
950 °C selama 10 menit, didinginkan dalam desikator, dan ditimbang. Cawan
ditutup serapat mungkin. Analisis dilakukan dua ulangan. Kadar zat terbang
dihitung berdasarkan persamaan:
Kadar zat terbang (%) = (bobot sampel awal −akhir ) × 100%/bobot sampelawal

Kadar Abu (SNI 1995)
Sebanyak ±1.00 g sampel ditimbang dalam cawan porselin yang telah
diketahui bobotnya. Cawan kemudian dipanaskan dalam tanur listrik pada suhu
700 °C selama 6 jam. Setelah itu, didinginkan dalam desikator dan ditimbang.
Analisis dilakukan dua ulangan. Kadar abu dihitung berdasarkan persamaan:
Kadar abu (%) = bobot abu × 100%/bobot awal
Kadar Karbon Terikat (SNI 1995)
Karbon dalam arang aktif dalah hasil dari proses pengarangan/pirolisis
selain abu (zat anorganik) dan zat terbang (zat- zat atsiri yang masih terdapat pada
pori-pori arang). Perhitungan kadar karbon terikat berdasarkan persamaan:
Kadar karbon terikat (%) = 100% − (� + �)
Keterangan:
u = kadar abu (%)
z = kadar zat terbang (%)

Daya Jerap Benzena (SNI 1995)
Sebanyak ±1.00 g sampel ditimbang ke dalam cawan petri yang telah
diketahui bobot keringnya. Cawan kemudian dimasukkan ke dalam desikator yang
lah dijenuhi uap benzena selama 24 jam agar kesetimbangan adsorpsi tercapai.
Selanjutnya arang aktif ditimbang kembali. Namun sebelum ditimbang cawan
petri dibiarkan 5 menit di udara terbuka untuk menghilangkan uap benzena yang
menempel pada cawan. Analisis ini dilakukan dua ulangan. Penentuan daya serap
benzena adalah dengan persamaan berikut:
Daya serap benzena (%) = bobot sampelsebelum adsorpsi −setelah adsorpsi × 100%

4

Daya Jerap Iodin (SNI 1995)
Sampel yang telah dikeringkan dalam oven selama 1 jam ditimbang
sebanyak ±0.25 g kemudian ditempatkan dalam erlenmeyer 250 mL.
Ditambahkan 25 mL larutan iodin 0.1 N, kemudian erlenmeyer segera ditutup dan
dikocok selama 15 menit. Suspensi selanjutnya disaring, filtratnya dipipet
sebanyak 10 mL ke dalam erlenmeyer dan lansung dititrasi dengan larutan Natiosulfat 0.1 N sampai warna kuning muda. Setelah ditambahkan beberapa tetes
amilum 1%, titrasi dilanjutkan sampai warna biru tepat hilang. Analisis ini
dilakukan dua ulangan. Penentuan daya jerap iodin adalah dengan persamaan
berikut:
Qi (mg/g) =

B ×C
D

10−

×12.693×2.5
a

Keterangan:
Qi = daya serap iodin (mg/g)
B = volume larutan Na-tiosulfat (mL)
C = normalitas Na-tiosulfat (N)
D = normalitas iodin (N)
12.693 = jumlah iodin yang sesuai dengan 1 mL larutan Na2S2O3 0.1 N
Daya Jerap Biru Metilena
Sebanyak 0.25 g sampel dimasukkan ke dalam erlenmeyer dan ditambah 25
mL biru metilena 1200 ppm kemudian dikocok selama 30 menit dan disaring.
Filtrat diambil sebanyak 1 mL kemudian dimasukkan ke dalam labu takar 100
mL. Setelah itu, diukur absorbansi dengan spektroskopi UV–VIS pada panjang
gelombang 664 nm. Analisis ini dilakukan dua ulangan. Penentuan daya serap
biru metilena adalah dengan persamaan berikut:
V×(Co −Ca )×fp
Daya jerap biru metilena (mg/g) =
a
Keterangan:
V = volume biru metilena (L)
fp = faktor pengenceran
Co = konsentrasi awal BM (ppm)
Ca = konsentrasi akhir BM (ppm)
Pencirian Arang Aktif
Morfologi Permukaan
Mikroskop elektron payaran (SEM) dilakukan dengan tujuan melihat
morfologi permukaan arang dan arang aktif berbahan baku bambu. Arang dan
arang aktif tersebut dimasukkan ke dalam alat SEM untuk mengamati ukuran
diameter pori pada permukaan arang dan arang aktif.
Kristalinitas
Penentuan derajat kristalinitas arang aktif dilakukan menggunakan X-Ray
Diffractometer (XRD). Analisis ini bertujuan untuk mengetahui derajat
kristalinitas (X). Penetapan nilai tersebut dilakukan menurut Iguchi (1997) serta
Kercher dan Nagle (2003). Perhitungan untuk mengetahui struktur kristalin arang
aktif dirumuskan sebagai berikut:
Derajat kristalinitas: X =

bagian kristal
bagian kristal +bagi an amorf

5

Sintesis Kertas
Pemasakan Pulp
Chip Acacia mangium Willd ditimbang sebanyak 1000 g bobot kering.
Kemudian ditambahkan larutan pemasak, yaitu larutan NaOH 329.40 N sebanyak
485.61 mL dan Na2S 193.40 N sebanyak 234.17 mL, serta air sebanyak 3078.77
mL. Seluruh bahan dimasukkan ke dalam rotary digestor dan dibiarkan hingga
suhu mencapai 170 °C dan dilakukan pemasakan bahan selama dua jam. Pulp
yang sudah dimasak kemudian dicuci dan disaring. Penyaringan dilakukan dua
tahap, yaitu penyaringan kasar dan halus. Selanjutnya, pulp disentrifugasi untuk
menghilangkan air yang terkandung dalam pulp.
Pembentukan Kertas
Pembentukan kertas diawali dengan penimbangan pulp dan penimbangan
arang aktif (sampel) masing-masing perlakuan sesuai dengan kadar air yang
diperoleh, antara lain dengan nisbah pulp:sampel 1:2, 2:1, 3:1, dan 4:1.
Pembuatan kertas ini dilakukan sebanyak tiga ulangan pada alat pencetak kertas.
Karakterisasi Sifat Fisik dan Mekanik Kertas
Daya Serap
Pengujian daya serap terhadap empat gas dilakukan dengan memotong
kertas hasil pencampuran arang aktif (kertas) berukuran 5×5 cm. Kertas tersebut
dimasukkan ke dalam desikator yang telah jenuh oleh masing-masing gas (bahan
uji), yaitu benzena, kloroform, karbon tetraklorida, dan formaldehida, kemudian
dikondisikan selama 24 jam. Pengukuran daya serap dihitung dengan rumus:
Daya serap (%) =

penambahan bobot kertas
× 100%
bobot awal kertas

Kadar Air (SNI ISO 287-2010)
Penentuan kadar air dilakukan dengan kertas modifiksi berukuran 5×10 cm.
Kertas ditimbang dalam cawan petri yang telah diketahui bobotnya. Kemudian
dioven pada suhu 105 °C selama 2 jam, didinginkan dalam desikator, dan
ditimbang bobotnya. Pengeringan dan penimbangan dilakukan hingga bobot
konstan. Analisis dilakukan dua ulangan. Kadar air dihitung dengan rumus:
Kadar air % =

bobot awal − bobot setelah oven
× 100%
bobot setelah oven

Ketebalan (SNI 3735-2009)
Kertas yang digunakan sama dengan untuk penentuan kadar air. Ketebalan
kertas tersebut diukur dengan menggunakan alat pengukur ketebalan sebanyak
lima ulangan.
Ketahanan Sobek (SNI 0436-2009)
Kertas yang digunakan berukuran 6×10 cm. Kertas tersebut dipasang di
antara kedua penjepit teraring terster pada kondisi vertikal searah dengan lebar
kertas. Penyobekan awal dilakukan dengan menggunakan pisau yang tersedia
pada alat tersebut selebar 20 mm sehingga contoh uji yang belum tersobek 43

6

mm. Penahan bandul ditekan sehingga bandul mengayun bebas serta menyobek
kertas. Bandul berhenti setelah kertas putus dan nilai ketahanan sobek dapat
dibaca pada skala penguji yang dapat dihitung dengan rumus:
Ketahanan sobek =

skala terbaca gf × 16×faktor konversi
jumlah lembaran kertas

Keterangan:
Faktor konversi= 9.807
Ketahanan Tarik (SNI 1924-2-2010) dan Daya Regang (SNI 7274-2009)
Kertas yang digunakan berukuran 1.5×15 cm. Kertas tersebut dengan tepi
sejajar, masing-masing untuk arah silang mesin dan searah mesin dijepit pada
kedua ujungnya dengan jarak 100 mm pada tensile tester yang dimulai dari ujung
atas dan terpasang merata dan tidak melintir. Pengunci batang penjepit dilepaskan
sehigga lembaran kertas terenggang bebas. Motor dijalankan untuk mengayunkan
bandul hingga berhenti bersama putusnya lembaran kertas. Ketahanan tarik dan
daya regang dapat langsung dibaca pada alat dan dinyatakan dalam kgf atau kN/m
(1 kgf per 15 mm = 0.6538 kN/m) yang dapat dihitung dengan rumus:
Ketahahan tarik = skala terbaca kgf × faktor konversi

Keterangan:
Faktor konversi= 0.6538
Uji Aplikasi
Kertas hasil pencampuran arang aktif terbaik dipotong berukuran  20 × 20
cm. Kemudian kertas tersebut dimasukkan ke dalam kulkas selama 3 hari untuk
menyerap polutan gas yang ada di dalam kulkas. Setelah itu, kertas diukur dengan
menggunakan Gas Chromatography–Mass Spectrometry (GC–MS).

HASIL DAN PEMBAHASAN
Arang aktif adalah arang yang konfigurasi atom karbonnya dibebaskan dari
ikatan dengan unsur lain, porinya dibersihkan dari senyawa atau kotoran lain,
sehingga permukaan dan pusat aktif menjadi luas, serta kemampuan adsorpsinya
terhadap cairan dan gas meningkat (Sudrajat dan Soleh 1994). Arang aktif
merupakan salah satu jenis adsorben yang efektif digunakan untuk proses
adsorpsi. Kemampuan adsorpsi ini dipengaruhi oleh beberapa faktor, di antaranya
luas permukaan arang aktif, konsentrasi, ukuran partikel, dan jenis adsorbat. Pada
penelitian ini, arang aktif disintesis dari bahan baku bambu yang memiliki
kandungan selulosa sebesar 42.40–53.60% (Gusmailina dan Sumadiwangsa
1998).
Pada awalnya, bambu menghasilkan rendemen arang sebesar 21.88%
(Lampiran 1). Proses aktivasi arang menggunakan pemanasan, steam, maupun
kombinasi KOH dengan panas atau steam meningkatkan rendemen arang aktif
tersebut hingga berkisar 52.30–80.15% (Gambar 1). Rendemen tertinggi diperoleh
dari arang aktif hasil aktivasi menggunakan KOH+panas, perlakuan II. Hal ini
menunjukkan bahwa penggunaan KOH yang ditambahkan pada proses aktivasi

7

dapat memperlambat laju reaksi pada proses oksidasi sehingga dapat diartikan
KOH berfungsi sebagai pelindung arang dari suhu yang tinggi (Hartoyo dan Pari
1993). Di sisi lain, pemberian steam dapat menurunkan rendemen yang
disebabkan senyawa karbon yang terbentuk dari hasil penguraian selulosa dan
lignin mengalami reaksi pemurnian atau dengan kata lain steam menghilangkan
senyawa non karbon yang melekat pada permukaan sehingga atom C yang
terbentuk akan bereaksi kembali dengan atom O dan H membentuk gas CO, CO2,
dan CH4 (Hendra dan Darmawan 2007).

Gambar 1 Rendemen arang aktif
Ket:

= aktivasi panas,
= aktivasi steam,
= aktivasi KOH+panas,
= aktivasi KOH+steam

Karakterisasi Arang Aktif
Kadar Air
Penentuan kadar air dilakukan untuk mengetahui sifat higroskopis arang
aktif karena kadar air yang tinggi dalam arang aktif dapat mengurangi
kemampuannya sebagai adsorben akibat pori arang aktif yang terisi air (Chahyani
2012). Hasil karakterisasi arang aktif terhadap kadar air menunjukkan bahwa
kadar air arang aktif masih memenuhi SNI (1995) yang berkisar antara 4.91–
8.14% (Gambar 2). Kadar air tertinggi diperoleh dari arang aktif hasil aktivasi
menggunakan steam, perlakuan III. Pemberian steam dapat meningkatkan kadar
air karena terjadi penyerapan uap air di udara pada saat proses pendinginan dan
adanya butir–butir dari uap air panas yang terperangkap di dalam struktur arang
aktif yang berbentuk heksagonal pada saat aktivasi (Pari 1996). Namun, dalam
proses ini adanya KOH, perlakuan IV, dapat menurunkan kadar air arang aktif
karena efek dehidrasi yang ditimbulkannya (Marsh dan Reinoso 2006).
Sementara itu, kadar air terendah diperoleh dari arang aktif hasil aktivasi
menggunakan pemanasan, perlakuan I. Rendahnya kadar tersebut menunjukkan
bahwa kandungan air bebas dan air terikat yang terdapat dalam arang bambu
telah menguap selama proses karbonasi (Pari et al. 2006). Namun, adanya
perendaman KOH dalam proses pemanasan, perlakuan II, dapat meningkatkan
kadar air yang dihasilkan. Hal ini menunjukkan bahwa efek perlindungan KOH
pada suhu tinggi lebih besar dibandingkan efek dehidrasi akibat adanya KOH.

8

Gambar 2 Kadar air arang aktif
Ket:

= aktivasi panas,
= aktivasi steam,
= aktivasi KOH+ panas,
= aktivasi KOH+steam

Kadar Zat Terbang dan Abu
Kadar zat terbang dan abu menunjukkan banyaknya jumlah pengotor yang
dapat menutupi pori pada permukaan arang aktif. Kadar zat terbang berkisar
antara 4.64–9.08% (Gambar 3a) yang masih memenuhi SNI (1995), sedangkan
kadar abu berkisar antara 9.07–16.45% (Gambar 3b) dan memenuhi pula SNI
(1995), kecuali arang aktif hasil aktivasi steam dengan atau tanpa perendaman
KOH. Kadar zat terbang menunjukkan besarnya permukaan arang aktif yang
masih mengandung zat selain karbon (Darmawan 2008). Kadar zat terbang
tertinggi diperoleh dari arang aktif hasil aktivasi menggunakan KOH+steam,
perlakuan IV, karena dengan adanya steam masih terdapat gugus OH dan H yang
menempel pada permukaan arang aktif selama proses aktivasi dan KOH yang
ditambahkan akan melindungi bahan dari suhu yang tinggi sehingga semakin
sedikit sulfur dan nitrogen dalam bahan yang ikut terbakar dan menguap pada
suhu 950 °C (Sudrajat et al. 2005). Aktivasi ini juga meningkatkan nilai kadar
abu. Peningkatan kadar tersebut dikarenakan unsur–unsur dalam KOH akan
mengisi pori–pori dan menyebar pada kisi–kisi arang aktif. Sementara itu,
pemberian steam menyebabkan kandungan bahan anorganik tetap atau makin
bertambah akibat terbentuknya oksida logam. Menurut Sudrajat (1994), kadar abu
yang tinggi dapat mengurangi kemampuan arang aktif untuk menyerap gas dan
larutan.
Di sisi lain, kadar zat terbang terendah diperoleh dari arang aktif hasil
aktivasi menggunakan pemanasan, perlakuan I. Rendahnya kadar tersebut
menunjukkan bahwa sebagian besar zat menguap (volatile) telah dilepaskan saat
karbonasi berlangsung pada suhu 200–500 °C (Fauziah 2009).

9

(a)

(b)

Gambar 3 Kadar zat terbang (a) dan abu (b) arang aktif
Ket (a):
(b):

= aktivasi panas,

= aktivasi steam,

= aktivasi KOH+panas,
= aktivasi KOH+steam
= aktivasi panas,
= aktivasi steam,
= aktivasi KOH+panas,
= aktivasi KOH+steam

Kadar Karbon Terikat
Penentuan kadar karbon terikat dilakukan untuk mengetahui kandungan
karbon setelah proses karbonasi dan aktivasi. Kadar karbon terikat yang
dihasilkan berkisar antara 74.47–86.29% (Gambar 4) dan masih memenuhi SNI
(1995). Tinggi rendahnya kadar karbon terikat dipengaruhi oleh tinggi rendahnya
kadar zat terbang dan abu, serta kandungan selulosa dan lignin bahan yang dapat
dikonversi menjadi atom karbon (Pari 2004). Kadar karbon terikat tertinggi
diperoleh dari arang aktif hasil aktivasi menggunakan pemanasan, perlakuan I.
Tingginya kadar tersebut menunjukkan sedikitnya atom karbon yang bereaksi
dengan uap air menghasilkan gas CO sehingga atom karbon tertata kembali
membentuk struktur heksagonal yang banyak (Fauziah 2009). Di sisi lain, kadar
karbon terikat terendah diperoleh dari arang aktif hasil aktivasi menggunakan
KOH+steam, perlakuan IV. Rendahnya nilai kadar karbon terikat menunjukkan
bahwa perlakuan tersebut memiliki kadar pengotor yang tinggi.

Gambar 4 Kadar karbon terikat arang aktif
Ket:

= aktivasi panas,
= aktivasi steam,
= aktivasi KOH+panas,
= aktivasi KOH+steam

Daya Jerap Benzena
Pengujian daya jerap benzena digunakan untuk menentukan sifat
kenonpolaran permukaan arang aktif sehingga dapat digunakan untuk menyerap

10

polutan yang juga bersifat nonpolar, serta menunjukkan kemampuan arang aktif
dalam menyerap molekul dengan ukuran lebih kecil dari 6 Å (Hendra dan Pari
1999). Adanya penggunaan KOH mengakibatkan permukaan arang aktif lebih
bersifat non polar (Pari 2004). Hal ini disebabkan terjadinya reaksi antara arang
dengan KOH yang menghasilkan padatan kalium karbonat yang bersifat non polar
dan mudah menguap (Cao et al. 2005). Adapun reaksi yang terjadi sebagai
berikut:
2 KOH(s) → K2O(s) + H2O(l)
C(s) + H2O(l) → H2(g) + CO(g)
CO(g) + H2O(l) → H2(g) + CO2(g)
K2O(s) + CO2(g) → K2CO3(s)
K2O(s) + H2(g) → 2 K(s) + H2O(l)
K2O(s) + C(s) → 2 K(s) + CO(g)
2KOH + 2K2O + 2C → K2CO3 + H2 + 4K + CO
Selain itu, aktivasi menggunakan steam dapat lebih meningkatkan sifat
nonpolar karena terbentuknya gugus aktif yang dapat berupa karboksil, quinon,
hidroksil, karbonil, karboksilat anhidrat, maupun lakton (Yang 2003). Daya serap
benzena yang dihasilkan berkisar antara 6.24–14.36% (Gambar 5). Daya serap
tertinggi diperoleh dari arang aktif hasil aktivasi menggunakan KOH+steam,
perlakuan IV.
Daya serap benzena (%)

25
20
15
10
5
0
I

II

III

IV

Perlakuan

Gambar 5 Daya jerap benzena arang aktif
Ket:

= aktivasi panas,

= aktivasi steam

= aktivasi KOH+ panas,

= aktivasi KOH+steam

Daya Jerap Iodin dan Biru Metilena
Daya jerap iodin menunjukkan kemampuan arang aktif dalam menyerap
molekul mikropori bersifat nonpolar yang berukuran lebih kecil dari 10 Å (Hendra
dan Darmawan 2007). Daya jerap iodin yang dihasilkan berkisar antara 222.33–
820.49 mg/g (Gambar 6) dan memenuhi SNI (1995), kecuali arang aktif hasil
aktivasi panas dengan atau tanpa perendaman KOH. Daya jerap tertinggi
diperoleh dari arang aktif hasil aktivasi menggunakan KOH+steam, perlakuan IV.
Peningkatan daya jerap tersebut dikarenakan KOH akan membantu pembukaan
permukaan pori yang semula tertutup deposit hidrokarbon sehinngga pori–pori
arang aktif menjadi banyak atau luasan permukaan arang aktif meningkat (Pari
dan Hendra 2006). Di sisi lain, daya jerap terendah diperoleh dari arang aktif hasil
aktivasi panas, perlakuan I. Hal ini dapat disebabkan adanya kerusakan atau erosi

11

dinding pori karbon sehingga menyebabkan sedikitnya struktur mikropori yang
terbentuk dan kurang dalam (Pari et al. 2006).

Gambar 6 Daya serap iodin arang aktif
Ket:

= aktivasi panas,
= aktivasi steam,
= aktivasi KOH+panas,
= aktivasi KOH+steam

Sementara itu, daya jerap biru metilena menunjukkan kapasitas adsorpsi
molekul makropori yang bersifat polar berdiameter 15–25 Å (Simsek dan Creny
1970 dalam Chahyani 2012). Daya jerap biru metilena berkisar antara 19.76–
154.53 mg/g (Gambar 7) dan memenuhi SNI (1995), kecuali arang aktif hasil
aktivasi panas, maupun kombinasi panas atau steam dengan adanya perendaman
KOH. Daya jerap tertinggi diperoleh dari arang aktif hasil aktivasi menggunakan
steam, perlakuan III. Hal ini menunjukkan arang aktif hasil aktivasi steam
memiliki pori lebih besar sehingga mampu menyerap lebih banyak polutan
dengan diameter lebih besar dan juga mampu menyerap larutan polar dengan lebih
baik (Aida 2013).

Gambar 7 Daya serap biru metilena arang aktif
Ket:

= aktivasi panas,
= aktivasi steam,
= aktivasi KOH+panas,
= aktivasi KOH+steam

Pencirian Arang Aktif
Morfologi Permukaan
Pengamatan morfologi permukaan arang aktif dilakukan terhadap masing–
masing perlakuan dan juga terhadap arang sebagai pembanding. Proses karbonasi
pada suhu 500 °C selain menghasilkan arang dengan sedikit pori yang terbentuk
dan diameter berkisar antara 1.736–3.935 m (Gambar 8a) juga produk gas

12

(antara lain CO2, H2, CO, CH4, dan benzena), produk cair (hidrokarbon, tar, dan
air), serta produk padatan (arang) akibat terdegradasinya komponen holoselulosa
dan lignin (Vigrouroux 2001). Proses aktivasi arang menggunakan pemanasan,
steam, maupun kombinasi KOH dengan panas atau steam mampu membuka pori
arang aktif lebih banyak dan besar. Pengaruh panas dalam perbesaran pori lebih
kecil dibandingkan steam. Hal ini terlihat bahwa diameter pori arang aktif hasil
aktivasi panas berkisar antara 3.298–5.106 m (Gambar 8b), sedangkan hasil
aktivasi steam berkisar antara 8.087–8.364 m (Gambar 8c). Pada proses ini,
pengaruh steam dalam aktivasi dapat memperbesar diameter pori (Pari et al.
2006). Namun, pengaruh KOH pada proses pemanasan lebih besar dibandingkan
pengaruh KOH pada steam dalam memperbesar diameter pori karena
kemungkinan terjadinya kerusakan atau erosi pada dinding pori arang aktif. Hal
ini terbukti dari diameter pori pada aktivasi KOH+panas lebih besar dibandingkan
pada KOH+steam, dengan diameter pori berturut–turut berkisar antara 44.900–
50.000 m (Gambar 8d) dan 37.757–39.391 m (Gambar 8e). Perbesaran pori
arang mengakibatkan kemampuan daya serap arang aktif meningkat. Menurut
Novicio et al. (1998) dan Bonelli et al. (2001), pembentukan dan pembesaran pori
disebabkan oleh penguapan komponen selulosa yang terdegradasi dan lepasnya
zat terbang yang mengakibatkan senyawa hidrokarbon berkurang sehingga
permukaan arang aktif semakin jelas terlihat. Berdasarkan diameter yang
terbentuk, arang aktif yang dihasilkan tergolong dalam struktur makropori karena
secara rata–rata memiliki diameter lebih besar dari 0.025 m (Cahyani 2012).

a) Arang, perbesaran 1000 kali

b) Arang aktif hasil aktivasi panas, perbesaran 2000 kali

c) Arang aktif hasil aktivasi steam, perbesaran 2000 kali

13

d) Arang aktif hasil aktivasi KOH+panas,
perbesaran 250 kali

e) Arang aktif hasil aktivasi KOH+steam,
perbesaran 250 kali

Gambar 8 Topografi permukaan arang (a) dan arang aktif bambu (b, c, d, dan e)
Kristalinitas
Pengujian dengan difraktometer sinar–X (XRD) bertujuan untuk
mengetahui derajat kristalinitas (X) arang aktif masing–masing perlakuan.
Penelitian sebelumnya menyatakan derajat kristalinitas arang bambu yang
diperoleh berdasarkan pola difraksi sinar–X berkisar antara 10.45–14.51% (Pohan
2008). Arang mengalami peningkatan nilai derajat kristalinitasnya setelah
mengalami proses aktivasi yang berkisar antara 32.97–44.48% (Gambar 9).
Derajat kristalinitas arang aktif terendah diperoleh dari hasil aktivasi arang
menggunakan KOH+steam, perlakuan IV. Hal ini berarti bahwa arang aktif
tersebut bersifat amorf. Struktur amorf lebih berpeluang membentuk celah di
antara kristalin sehingga dapat meningkatkan porositasnya. Menurut Pari (2004),
perendaman arang dalam larutan kimia, seperti KOH dapat mempengaruhi
struktur kristalin arang aktif menjadi lebih amorf dibanding tanpa perendaman.
Karbon atau arang aktif tidaklah mutlak merupakan suatu zat padat yang
amorfus (Marsh dan Rodriguez–Reinoso 2006). Secara mikroskopis, struktur
arang aktif lebih kristalin, namun kemampuan daya serap arang aktif tetap lebih
besar dari arangnya. Kemampuan daya serap tersebut dikarenakan struktur fisik
makro, seperti jumlah pori dan luas permukaan, serta gugus pengaktif pada
permukaan arang aktif lebih berperan dalam mendukung kemampuan adsorpsi
arang aktif yang dihasilkan (Chahyani 2012).
Derajat kristalinitas (%)

45
30
15
0
I

II

III

IV

Perlakuan

Gambar 9 Pola difraksi sinar–X arang aktif
Ket:

= aktivasi panas,

= aktivasi steam,

= aktivasi KOH+panas,

= aktivasi KOH+steam

14

Karakterisasi Sifat Fisik dan Mekanik Kertas
Sifat fisik dan mekanik kertas hasil pencampuran arang aktif (kertas) yang
dikarakterisasi, yaitu meliputi sifat fisik (daya serap dan kadar air), serta sifat
mekanik (ketebalan, daya regang, ketahanan sobek, dan ketahanan tarik).
Kemampuan penyerapan kertas dilakukan terhadap gas yang memiliki tingkat
kepolaran terendah sampai tertinggi, berturut–turut yaitu benzena, karbon
tetraklorida, kloroform, dan formaldehida (Darmawan 2008).

14
12
10
8
6
4
2
0

15

1:2

2:1
3:1
Pulp:arang aktif

4:1

Daya serap CCl4 (%)

Daya serap benzena (%)

Daya Serap
Berdasarkan daya serap kertas terhadap benzena, karbon tetraklorida (CCl4),
kloroform (CHCl3), dan formaldehida diperoleh daya serap berturut–turut, yaitu
0.49–12.89% (Gambar 10a), 0.93–12.46% (Gambar 10b), 1.57–16.52% (Gambar
10c), dan 1.12–22.01% (Gambar 10d). Pada umumnya, daya serap terhadap
keempat gas ini cenderung meningkat terhadap penambahan arang aktif dan
sedikit penurunan terhadap penambahan pulp. Selain itu, daya serap kertas
tertinggi terhadap benzena diperoleh pada nisbah pulp terhadap arang aktif, 2:1,
sedangkan daya serap CCl4, CHCl3, serta formaldehida diperoleh pada nisbah
pulp terhadap arang aktif, 1:2. Berdasarkan hasil tersebut menunjukkan bahwa
pada penyerapan benzena dibutuhkan arang aktif yang lebih sedikit karena arang
aktif bersifat lebih nonpolar sesuai dengan sifat benzena. Sebaliknya, pada
penyerapan CCl4, CHCl3, dan formaldehida, diperlukan arang aktif yang lebih
banyak karena sifat polar yang semakin meningkat dibandingkan arang aktif.
12
9
6
3
0
1:2

2:1
3:1
Pulp:arang aktif

(a)

(b)

15
10
5
0
2:1

3:1

4:1

Pulp:arang aktif

Daya serap formaldehida
(%)

Daya serap CHCl3 (%)

20

1:2

4:1

24
21
18
15
12
9
6
3
0
1:2

2:1

3:1

4:1

Pulp:arang aktif

(b)

(d)

Gambar 10 Daya serap kertas terhadap benzena (a), CCl4 (b), CHCl3 (c), dan
formaldehida (d)
Ket:

(Perlakuan I)
(Perlakuan II)

(Perlakuan III)
(Perlakuan IV)

15

Kadar air (%)

Kadar Air
Kadar air adalah perbandingan berat air yang terdapat dalam zat atau materi
dengan berat materi semula yang dinyatakan dalam persen (SNI ISO 287–2010).
Kadar air yang diperoleh berkisar antara 2.52–12.87% (Gambar 11). Nilai kadar
air meningkat dengan penambahan arang aktif, atau sebaliknya menurun dengan
penambahan pulp. Hal ini disebabkan pengaruh sifat arang aktif sebagai adsorben
yang mampu menyerap uap air dari lingkungan sehingga semakin banyak arang
aktif semakin besar pula kemampuan penyerapannya (Aida 2013).
14
12
10
8
6
4
2
0

Perlakuan
arang aktif
I
II
III
IV

1:2

2:1

3:1

4:1

Pulp:arang aktif

Gambar 11 Kadar air kertas
Ketebalan, Daya Regang, Ketahanan Sobek, dan Ketahanan Tarik
Berdasarkan nilai sifat mekanik kertas yang meliputi ketebalan, daya
regang, ketahanan sobek, dan ketahanan tarik diperoleh berturut–turut, yaitu
0.090–0.374 mm (Gambar 12a), 3.8–7.0% (Gambar 12b), 72.6960–930.5100 mN
(Gambar 12c), dan 0–12.2391 kN/m (Gambar 12d). Secara keseluruhan hasil
tersebut menunjukkan adanya kecenderungan peningkatan dengan penambahan
pulp dan menurun dengan penambahan arang aktif. Hal ini disebabkan arang aktif
berfungsi sebagai zat aditif atau sering disebut bahan penguat basah yang akan
mengisi pori–pori permukaan kertas akibat terbentuknya ikatan silang resin
sehingga terjadi pembengkakan serat (Breet et al. 1954). Hal ini terbukti pula nilai
kadar air tinggi dengan penambahan arang aktif.
8

0,450
Ketebalan (mm)

Daya regang (%)

6
5
3
2
0
1:2

2:1

3:1

Pulp:arang aktif

(a)

4:1

0,300
0,150
0,000
1:2

2:1

3:1

Pulp:arang aktif

(b)

4:1

16

Katahanan tarik (kN/m)

Ketahanan sobek (mN)

250
200
150
100
50
0
1:2

2:1

3:1

4:1

7
6
5
4
3
2
1
0
1:2

2:1
3:1
Pulp:arang aktif

Perbandingan pulp:arang aktif

(c)

4:1

(d)

Gambar 12 Ketebalan (a), daya regang (b), ketahanan sobek (c), dan ketahanan
tarik (d) kertas
Ket:

(Perlakuan I)

(Perlakuan III)

(Perlakuan II)

(Perlakuan IV)

Uji Aplikasi
Berdasarkan nilai daya jerap iodin dan benzena terhadap arang aktif serta
daya serap kertas terhadap benzena diperoleh optimasi arang aktif hasil aktivasi
KOH+steam pada nisbah pulp terhadap arang aktif, 2:1. Pengujian ini dilakukan
untuk analisis kualitatif penyerapan polutan gas. Berdasarkan hasil kromatogram
GCMS menunjukkan adanya polutan gas, yaitu para–hidroksibenzaldehida
dengan konsentrasi sebesar 1.11% yang terserap ke dalam kertas dengan luas
permukaan ± 800 cm2 (Gambar 13). Menurut Darmono (2001) menyatakan bahwa
ada 9 jenis bahan pencemar udara yang dianggap penting dalam lapisan atmosfer,
diantaranya oksida karbon (CO dan CO2), oksida belerang (SO2 dan SO3), oksida
nitrogen (NO, NO2, dan N2O), komponen organik volatile (CH4, benzena, CFC,
dan bromina), suspensi partikel (debu, tanah, dan logam), oksidasi fotokimiawi
(ozon, dan H2O2), panas (gas pada kendaraan pabrik), suara (mesin industri dan
kendaraan bermotor).

para–hidroksibenzaldehida

Gambar 13 Kromatogram kertas aplikasi hasil GCMS

17

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan
Berdasarkan karakterisasi arang aktif berbahan baku bambu dengan aktivasi
KOH+steam pada suhu 800 °C selama 120 menit yang menghasilkan nilai daya
jerap iodin yang memenuhi SNI (1995) sebesar 820.50 mg/g, daya serap benzena
14.36%, diameter pori 37.757–39.391 m, dan struktur arang aktif yang bersifat
amorf, maka arang aktif berbahan baku bambu dapat digunakan sebagai penyerap
polutan gas melalui media kertas pada nisbah pulp terhadap arang aktif, 2:1.
Kertas tersebut mampu menyerap polutan gas, yaitu para–hidroksibenzaldehida
dengan konsentrasi  0.01%/cm2 dari daya serap kertas terhadap benzena.

Saran
Perlu penelitian lebih lanjut untuk penggunaan paper machine dalam
pembuatan kertas dengan pencampuran arang aktif. Penggunaan paper machine
ini dapat digunakan pengaturan tekanan pada bagian pengepressan sehingga dapat
menurunkan kadar air kertas hingga 5% dan kertas tersebut dapat digunakan
maksimal dalam penyerapan polutan gas.

DAFTAR PUSTAKA
Aida N. 2013. Pembuatan kemasan aktif penjerap etilena menggunakan arang
aktif jati sebagai adsorben. [skripsi]. Bogor: Departemen Kimia. Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Institut Pertanian Bogor.
Ansari R, Mohammad-Khah A. 2009. Activated charcoal: preparation,
characterization and applications: a review article. International Journal
ChemTech Research. 1(4):859–864.
Atkins PW. 1997. Kimia Fisika. Jilid 1, Ed ke-4. Kartohadiprojo II, penerjemah;
Jakarta: Erlangga. Terjemahan dari: Physical Chemistry.
Benaddi H, TJ Bandosz, J Jagiello, JA Schwarz, JN Rouzaud, D Legras, and F
Benguin. 2000. Surface functionality and porosity of activated carbon
obtained from chemical activation of wood. Carbon. 38:669–674.
Bonelli PR, Rocca PAD, Cerrela EG, Cukierman AL. 2001. Effect of pyrolysis
temperature on composition, surface properties, and thermal degradation
rates of Brazil nut shell. Bioresource Technology. 76:15–22.
Britt KW, JW Donahue RP, Goodale IJ, Gruntfest LE, Kelley CS, Maxwell dan
JP Wedner. 1954. Wet Strength in Paper and Paperboard. New York: Tappi
press.
Chahyani R. 2012. Sintesis dan karakterisasi membran polisulfon didadah karbon
aktif untuk filtrasi air. [tesis] Bogor: Sekolah Pascasarjana. Institut Pertanian
Bogor.

18

Cao Q et al. 2005. Process effect an activated carbon with spesific surface area
from corn cob. China: Key Laboratory for Coal Science and Technology of
Shanxi Province and Ministry of Education Taiyuan University of
Technology. “hlm 110–115”.
Darmawan S, Pari G, dan S Adi. 2007. Sifat papan serat MDF dengan
penambahan arang. J PHH. 25(4):291–302.
Darmawan S. 2008. Sifat arang aktif tempurung kemiri dan pemanfaatannya
sebagai penyerap emisi formaldehida papan serat berkerapatan sedang.
[tesis]. Bogor: Sekolah Pasca Sarjana. Institut Pertanian Bogor.
Darmono 2001. Lingkungan Hidup dan Pencemaran: Hubungannnya dengan
Toksikologi. Jakarta: UI Press.
Daud WMA, Ali WSW. 2004. Comparison of pore development of activated
carbon produced from palm shell and coconut shell. Bioresource
Technology. 93:63–69.
Fauziah N. 2009. Pembuatan arang aktif secara langsung dari kulit Acacia
Mangium Willd dengan aktivasi fisika dan aplikasinya sebagai adsorben.
[skripsi]. Bogor: Departemen Hasil Hutan. Fakultas Kehutanan. Institut
Pertanian Bogor.
Fengel D dan G Wegener. 1989. Wood: Chemitry, Ultrastructure, and Reaction.
Berlin: Walter de Gruyter.
Firmansyah S. 2007. Pembuatan kertas transparan dari jerami padi (kajian
konsentrasi NaOH dan jumlah pelapisan PVAC). [skripsi]. Malang:
Fakultas Teknologi Pertanian, Universitas Brawijaya.
Gusmailina dan Sumadiwangsa. 1998. Analisis kimia sepuluh jenis bambu dari
Jawa Timur. J PHH. 5:290–293.
Hartoyo dan G. Pari. 1993. Peningkatan rendemen dan daya serap arang aktif
dengan cara kimia dosis rendah dan gasifikasi. J PHH. 11(5):205–208.
Bogor. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan.
Hendra D, Darmawan S. 2007. Sifat arang aktif dari tempurung kemiri. J PHH.
25(4):291–302.
Kercher A, Nagle DC. 2003. Microstructural evolution during charcoal
carbonization by X-Ray diffraction analysis. Carbon. 41:15–27.
Komarayati S, Hendra D, Gusmailina. 1998. Pembuatan arang aktif dari biomassa
hutan. Bul Lit HH. 16(2):61–68.
Komarayati S, Gusmailina, Pari G. 2011. Produksi cuka kayu hasil modifikasi
tungku arang terpadu. Bul Lit HH. 29(3):234–247.
Manalu FP. 1998. Pembuatan dan Pemakaian arang asal kulit kayu Acacia
mangium untuk pemurnian minyak kelapa sawit. [skripsi]. Bogor: Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Nusa Bangsa.
Marsh H, Rodriguez-Reinoso F. 2006. Activated Carbon. Netherlands: Elsevier.
Novicio LP, T Hata, T Kajimoto, Y Imamura, and S Ishihara. 1998. Removal of
mercury from aqueous solutions of mercuric chloride using wood powder
carbonized at high temperature. J Wood Research. 85:48–55.
Pari G. 1996. Pembuatan arang aktif dari serbuk gergajian sengon dengan cara
kimia. Bul Lit HH. 14:308–320.
Pari G. 2004. Kajian struktur arang aktif dari serbuk gergaji kayu sebagai
adsorben formaldehida kayu lapis. [disertasi]. Bogor: Program Pascasarjana.
Institut Pertanian Bogor.

19

Pari G dan Hendra D. 2006. Pengaruh lama waktu aktivasi dan konsentrasi asam
fosfat terhadap mutu arang aktif kayu Acacia mangium. Bul Lit HH. 24(1):
33–46.
Pari G, Hendra D, Pasaribu RA. 2006. Pengaruh lama waktu aktivasi dan
konsentrasi asam fosfat terhadap mutu arang aktif kulit kayu Acacia
mangium. J PHH. 24(1):33–46.
Pohan HG. 2008. Engineering dan Proses Arang Bambu dan Bambu Liquor.
Bogor: Balai Besar Industri Agro.
Rumidatul A. 2006. Efektivitas arang aktif sebagai adsorben pada pengolahan air
limbah. [tesis]. Bogor: Program Pascasarjana. Departemen Teknologi Hasil
Hutan. Institut Pertanian Bogor.
Simsek M, Cerny S. 1970. Active Carbon: Manufacture, Properties, and
Application. New York: Elsevier.
[SNI] Standar Nasional Indonesia. 1995. SNI 06–3730–1995: Arang Aktif Teknis.
Jakarta: Dewan Standardisasi Indonesia.
[SNI] Standar Nasional Indonesia. 2009. SNI 3735–2009: Cara Uji Ketebalan.
Jakarta: Badan Standarisasi Nasional.
[SNI] Standar Nasional Indonesia. 2009. SNI 7274–2009: Cara Uji Daya Regang.
Jakarta: Badan Standarisasi Nasional.
[SNI] Standar Nasional Indonesia. 2009. SNI 0436–2009: Cara Uji Ketahanan
Sobek. Jakarta: Badan Standarisasi Nasional.
[SNI] Standar Nasional Indonesia. 2010. SNI ISO 1924–2–2010. Cara Uji
Ketahanan Tarik. Jakarta: Badan Standarisasi Nasional.
Sudrajat R, Soleh S. 1994. Petunjuk Teknis Pembuatan Arang Aktif. Bogor: Badan
Penelitian dan Pengembangan Kehutanan.
Sukarjo. 1997. Kimia Fisik. Jakarta: PT. Aneka Cipta.
Vigouroux RZ. 2001. Pyrolisis of biomass [disertasi]. Stockholm: Royal Institute
of Technology.
Yang RT. 2003. Adsorbent: Fundamental and Aplications. New York: Wiley.

LAMPIRAN
Lampiran 1 Rendemen arang
Bobot bambu (a) = 32 kg
Bobot arang (b) = 7 kg
Rendemen = × 100%
=

7 kg
32 kg

× 100%

Rendemen = 21.88%

20

Lampiran 2 Karakterisasi arang aktif
Rendemen
Bobot sampel, b
(g)
I
780.0
II
801.5
III
523.0
IV
582.0
Contoh perhitungan perlakuan I:

Rendemen
(%)
78.00
80.15
52.30
58.20

Perlakuan

Rendemen = × 100%
=

780 g
1000 g

× 100%

Rendemen = 78.00%
Kadar Air
Perlakuan

Ulangan
1
2
1
2
1
2
1
2

I
II
III
IV

Bobot (g)
Awal, a
Akhir, b
1.015
0.965
1.002
0.953
1.007
0.950
1.011
0.955
1.055
0.969
1.033
0.949
1.003
0.934
1.005
0.938

Kadar air
(%)
4.93
4.89
5.66
5.54
8.15
8.13
6.88
6.67

Rerata
(%)
4.91
5.60
8.14
6.77

Contoh perhitungan perlakuan I ulangan 1:
 Kadar air =
Kadar air =

( − )

× 100%

(1.015 g−0.965 g)
1.015 g

× 100% = 4.93%

Kadar Zat terbang
Perlakuan
I
II
III
IV

Ulangan
1
2
1
2
1
2
1
2

Bobot (g)
Awal, a
Akhir, b
0.965
0.919
0.953
0.910
0.950
0.888
0.955
0.891
0.969
0.901
0.949
0.881
0.934
0.849
0.938
0.853

Kadar zat terbang
(%)
4.77
4.51
6.53
6.70
7.02
7.17
9.10
9.06

Contoh perhitungan perlakuan I ulangan 1:
 Kadar zat terbang =
Kadar zat terbang =

( − )

× 100%

(0.965 g−0.919 g)
0.965 g

× 100% = 4.77%

Rerata
(%)
4.64
6.61
7.09
9.08

21

Lanjutan lampiran 2
Kadar Abu
Perlakuan

Ulangan
1
2
1
2
1
2
1
2

I
II
III
IV

Bobot (g)
Awal, a Akhir, b
0.919
0.087
0.910
0.087
0.888
0.098
0.891
0.098
0.901
0.121
0.881
0.118
0.849
0.156
0.853
0.152

Kadar abu
(%)
9.02
9.13
10.32
10.26
12.49
12.43
16.70
16.20

Rerata
(%)
9.07
10.29
12.46
16.45

Contoh perhitungan perlakuan I ulangan 1:
 Kadar abu = × 100%
Kadar abu =

0.087 g
× 100% = 9.02%
0.919 g

Kadar Karbon Terikat
Kadar (%)
Perlakuan

Ulangan

Zat terbang, m

Abu, n

4.77
4.51
6.53
6.70
7.02
7.17
9.10
9.06

9.02
9.13
10.32
10.26
12.49
12.43
16.70
16.20

1
2
1
2
1
2
1
2

I
II
III
IV

Karbon
terikat
86.22
86.36
83.16
83.04
80.50
80.40
74.20
74.73

Rerata karbon
terikat (%)
86.29
83.10
80.45
74.47

Contoh perhitungan perlakuan I ulangan 1:
 Kadar karbon terikat = 100% − ( + )
Kadar karbon terikat = 100% − 4.77% + 9.02% = 86.22%
Daya Jerap Benzena
Perlakuan
I
II
III
IV

Ulangan
1
2
1
2
1
2
1
2

Bobot sampel (g)
Sebelum, m
1.001
1.001
1.004
1.000
1.004
1.000
1.023
1.003

Sesudah, n
1.063
1.064
1.086
1.071
1.112
1.106
1.169
1.148

Daya jerap
benzena (%)
6.19
6.29
6.67
6.47
10.76
10.60
14.27
14.46

Contoh perhitungan perlakuan I ulangan 1:
 Daya jerap benzena =
Daya jerap benzena =

( − )

× 100%

1.063 g − 1.001 g
× 100% = 6.19%
1.001 g

Rerata
(%)
6.24
6.57
10.68
14.36

22

Lanjutan lampiran 2
Daya Jerap Iodin
Perlakuan
I
II
III
IV

Bobot
sampel
(g)
0252
0.257
0.250
0.256
0.252
0.251
0.251
0.251

Ulangan
1
2
1
2
1
2
1
2

Volume Na2S2O3 (mL)
Awal

Akhir

Terpakai

17.00
14.95
26.00
13.95
26.50
14.00
31.00
14.00

25.00
22.75
33.70
21.80
30.00
17.45
34.30
17.45

8.00
7.80
7.70
7.85
3.50
3.45
3.30
3.45

Daya jerap
iodin
(mg/g)
211.55
233.12
252.85
227.58
800.87
810.63
830.36
810.63

Rerata
(mg/g)
222.34
240.22
805.75
820.50

Contoh perhitungan perlakuan I ulangan 1:
VN a 2 S 2 O 3 × N a 2 S 2 O 3
[iod ]

V iod −

 Daya jerap iodin =
Daya jerap iodin =

(10.00 mL −

×Jumlah Iodin ×Ketentuan Daya jerap

bobot sampel
8.00 mL ×0.104 N

) × 12.693 × 2.5

0.100 N

0.252 g

= 211.55 mg/g

Daya Jerap Biru Metilena (BM)

Absorban

Penentuan λmaks pada pengukuran BM
2
1,8
1,6
1,4
1,2
1
0,8
0,6
0,4
0,2
0

λmaks

594

644

694

Panjang Gelombang (nm)

Pembuatan larutan standar daya jerap BM
Larutan Standar BM

[Standar BM] (ppm)

Absorbansi

1

0.1000

0.013

2

0.3000

0.034

3

1.0000

0.104

4

3.0000

0.407

5

5.0000

0.612

6

7.0000

0.929

7

9.0000

1.169

8

11.0000

1.546

23

Lanjutan lampiran 2
Kurva larutan standar daya jerap BM
1,8

Absorbansi

1,3

y = 0.1371x - 0.0222
R2 = 0.9979

0,8
0,3
-0,20,0000 2,0000 4,0000 6,0000 8,0000 10,000012,0000
[Standar BM] (ppm)

Daya jerap BM
Perlakuan
I
II
III
IV

Bobot
sampel (g)
0.252
0.252
0.251
0.256
0.200
0.201
0.251
0.251

Ulangan
1
2
1
2
1
2
1
2

Absorbansi
1.432
1.438
1.320
1.377
0.021
0.075
0.244
0.246

[BM hitung]
(ppm)
10.6069
10.6506
9.7899
10.2057
0.3151
0.7090
1.9416
1.9562

Daya jerap BM
(mg/g)
22.79
22.36
31.02
26.35
157.37
151.68
109.19
109.05

Rerata
(mg/g)
22.58
28.29
154.53
109.12

Cont