35
Tabel 4. Derajat kristalinitas beberapa bahan berlignoselulosa
Karakteristik Sengon Jati Rami Pulp
bambu Selulosa
Murni Lignin
murni Tempurung
Nyamplung Selulosa
49,4
a
47,5
a
80-90
d
40-50 -
- 48,66
Holoselulosa 75,76
b
77,46
b
- - - - 87,64
Lignin 26,8
a
29,9
a
0,5-1
d
- - - 36,69
Pentosan 15,6
a
14,4
a
3-4
d
- - - 24,82 Derajat
kristalinitas 38,8
c
34,9
c
72
d
59,9
e
51,7
c
4,3
c
18,92 Keterangan : a. Martawijaya et al. 1981, b. Irawaty 2006, c. Pari 2004,
d. Tarmansyah 2007, e. Fengel dan Wegener 1995
. Tabel 4 memperlihatkan bahwa kayu sengon dengan kadar selulosa 49,4
dan lignin 26,8 mempunyai derajat kristalinitas sebesar 38,8, sementara itu pada pulp bambu dengan lignin yang sudah dihilangkan mempunyai derajat
kristalinitas sebesar 59,9. Hal ini menunjukkan bahwa bahan yang mengandung selulosa relatif tinggi dan mempunyai kadar lignin yang juga relatif tinggi, dapat
mempunyai derajat kristalinitas yang lebih rendah, dibandingkan bahan dengan kandungan selulosa yang sama, tetapi kadar ligninnya relatif rendah.
4.2.3 Struktur Pori Tempurung Nyamplung, Arang dan Arang Aktif
Analisis struktur permukaan pori dilakukan menggunakan Scaning Electron Microscope
SEM. Analisis ini bertujuan untuk mengetahui topografi permukaan suatu bahan akibat perubahan suhu karbonisasi dan aktivasinya. Hasil
analisi SEM dapat dilihat pada Tabel 5 dan Gambar 6. Hasil analisis SEM menunjukkan bahwa tempurung nyamplung yang
belum dikarbonisasi tidak menunjukkan adanya pori-pori yang terbuka Gambar 6. Setelah proses karbonisasi tempurung menjadi arang, mulai terbentuk pori-
pori dengan diameter 0,667 – 4,444 μ, tetapi masih didominasi pori beridiameter
5 μ.
36
Tabel 5. Diameter pori tempurung nyamplung, arang dan arang aktif No.
Bahan Diameter Pori
μ Persentase Diameter Pori
Baku Minimal Maksimal
5 μ 5-15
μ 15
μ 1. Arang
0,667 4,444 100
- -
Arang aktif
2. A1S1W1 0,44
3,33 100
- -
3 A1S1W2 0,44
8,22 94,59
5,41 - 4 A1S2W2
0,5 6,56
98,28 1,74 -
5. A2S1W1 0,6
9,67 99,63
0,37 -
6. A2S1W2 0,53
7,6 98,2
1,8 -
7. A3S1W1 0,365 10
94,64 5,37
- 8 A3S1W2
0,36 9,78
93,5 6,49 -
9 A2S2W1 0,4
9,38 95,86
4,14 - 10. A2S2W2
0,5 10,5
92,38 7,62
- 11 A3S1W1
0,44 9,56
86,08 13,91
- 12. A3S2W2
0,48 9,76
82,88 17,12
- Keterangan :
A1 = Konsentrasi H
3
PO
4
S1 = Suhu 700
o
C W1 = Waktu aktivasi 60 menit
A2 = Konsentrasi H
3
PO
4
5 S2 = Suhu 800
o
C W2 = Waktu aktivasi 120 menit
A3 = Konsentrasi H
3
PO
4
10
Berdasarkan Gambar 6 dan Tabel 5, dapat diketahui bahwa aktivasi arang menjadi arang aktif cenderung menyebabkan peningkatan jumlah dan diameter
pori. Selain itu penggunaan asam phosphat pada konsentrasi 10 telah membuka pori-pori menjadi lebih besar dan membuka pori-pori berukuran kecil.
Hal ini menunjukkan bahwa asam phosphat dapat mengurangi senyawa hidrokarbon yang masih menempel pada permukaan arang.
37
Tempurung Arang
0, 700
o
C 60 0, 700
o
C120
0, 800
o
C120 5, 700
o
C60
5, 700
o
C120 10,
700
o
C60
38
10, 700
o
C120 5, 800
o
C60
5, 800
o
C120 10, 800
o
C60
10, 800
o
C120 Keterangan :
0 = Konsentrasi H
3
PO
4
700
o
C 800
o
C = Suhu 60 120 = Waktu aktivasi 5 = Konsentrasi H
3
PO
4
5 10 = Konsentrasi H
3
PO
4
10
Gambar 6. Struktur permukaan tempurung nyamplung, arang dan arang aktif pada penampang atas dengan pembesaran 2000x
Menurut Novicio
et al. 1998, terbentuknya pori karena adanya
penguapan zat terbang dari bahan baku karena adanya proses karbonisasi. Karbonisasi telah menyebabkan komponen bahan terdegradasi menghasilkan
produk gas CO, CO
2
, hidrogen dan metan, produk cair tar, hidrokarbon, cuka kayu, air dan produk padatan yaitu arang Vigouroux 2001 dalam Darmawan
39
2008. Hasil analisis menunjukkan bahwa zat terbang arang cukup tinggi yaitu 19,85 Tabel 6. Hal ini sesuai dengan hasil GCMS Pyrolisis, dimana terdapat
sekitar 40 komponen zat terbang, dan selanjutnya zat terbang tersebut semakin berkurang jumlahnya seiring meningkatnya suhu aktivasi Lampiran 3. Secara
keseluruhan arang dan arang aktif tempurung nyamplung termasuk ke dalam struktur makropori, karena mempunyai diameter pori lebih dari 0,025
μ.
4.3. Mutu Arang dan Arang Aktif Tempurung Nyamplung 4.3.1 Sifat Arang
