Pengaruh Suhu Dan Waktu Aktivasi Terhadap Kualitas Arang Aktif Strobilus Pinus (Pinus Merkusii Jungh & De Vr)

  PENGARUH SUHU DAN WAKTU AKTIVASI TERHADAP MUTU ARANG AKTIF STROBILUS PINUS (Pinus merkusii Jungh.& De Vr) SKRIPSI MONORA PANCA BAKARA 0908010 06 PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

  PENGARUH SUHU DAN WAKTU AKTIVASI TERHADAP KUALITAS ARANG AKTIF STROBILUS PINUS (Pinus merkusii Jungh.& De Vr) SKRIPSI

  Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains

MONORA PANCA BAKARA 090801006 PROGRAM STUDI FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2014

  

PERSETUJUAN

  Judul : PENGARUH SUHU DAN WAKTU AKTIVASI TERHADAP KUALITAS ARANG AKTIF STROBILUS PINUS (Pinus Merkusii Jungh & De

  Vr)

  Kategori : SKRIPSI Nama : MONORA PANCA BAKARA Nomor Induk Mahasiswa : 090801006 Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA Departemen : FISIKA Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

  ALAM (FMIPA) UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

  Diluluskan di Medan, 28 Januari 2014

  Komisi Pembimbing Pembimbing I, Pembimbing II, Drs. Herli Ginting, MS Tua Raja Simbolon, S.Si, M.Si NIP. 195505191986011001 NIP. 197211152000121001

  Diketahui/Disetujui oleh: Departemen Fisika FMIPA USU Ketua Dr. Marhaposan Situmorang NIP. 195510301980031003

  

PERNYATAAN

PENGARUH SUHU DAN WAKTU AKTIVASI TERHADAP KUALITAS

ARANG AKTIF STROBILUS PINUS (Pinus Merkussi Jungh & De Vr)

  

SKRIPSI

  Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dari ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

  Medan, 28 Januari 2014 MONORA PANCA BAKARA 090801006

  

PENGHARGAAN

  Terimakasih kepada Tuhan Yesus Kristus atas segala anugerah dan karunia-Nya, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “PENGARUH SUHU DAN WAKTU AKTIVASI TERHADAP KUALITAS

ARANG AKTIF STROBILUS PINUS (Pinus Merkusii Jungh & De Vr ) ”.

Skripsi ini disusun sebagai syarat akademis dalam menyelesaikan studi program Sarjana (S1) Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Medan.

  Penulis menyadari bahwa selama proses penyusunan skripsi ini, penulis banyak mendapat bimbingan dan bantuan dari berbagai pihak. Dengan segala kerendahan hati, penulis ingin menyampaikan rasa terima kasih yang sebesar- besarnya atas segala bantuan, dukungan serta saran yang telah diberikan. Oleh karena itu dalam kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada:

  1. Bapak Drs. Herli Ginting, MS dan Bapak Tua Raja Simbolon S,Si M,Si sebagai Dosen Pembimbing yang dengan sabar dan bijaksana memberikan bimbingan serta saran sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.

  2. Bapak Dr. Mester Sitepu, M,Sc, sebagai dosen wali yang telah banyak membantu penulis selama menempuh pendidikan di Fakultas.

  3. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, sebagai Ketua Jurusan Fisika FMIPA USU.

  4. Bapak Drs. Syahrul Humaidi, M. Sc, sebagai Sekretaris Jurusan Fisika FMIPA USU.

  5. Dekan dan Pembantu Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

  6. Seluruh Bapak / Ibu staff pengajar Fisika USU serta para pegawai administrasi.

  7. Ibu Sri Pratiwi Aritonang S,Si.M,Si yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan skripsi ini.

  8. Kedua orang tua tercinta dan terkasih Bapak dan mamak, serta saudara- saudara penulis yang tersayang Sefna Wati Afriani Bakara S,pd, Hilde Eva

  Ngelia Bakara Amd,keb, Roland Parulian Bakara S,pd dan Wilda Wati Bakara S,pd yang telah banyak membantu dan memberikan dukungan penuh kepada penulis sehingga penulis dapat menyelesaikan pendidikan di Universitas Sumatera Utara ini.

  9. Kepada seseorang yang mengambil tempat khusus di hati penulis Leonardo Hutauruk, ST yang selalu mendoakan, memberikan semangat, dan mendukung penulis sehingga penulis mampu menyelesaikan skripsi ini .

  10. Stambuk breaving tersayang : Fitri Yuniati, Arvilla Mikartini, Sabam Simbolon, Sukria Novianti, Herdiana Purba, Zainaluddin Rambe, Sony, Ade Irma, Masria Pane, Valentina Ginting, Eldo Jones, Yosua Pinem, Esrawati Siregar, Septiana Xaveria, Andico Sihaloho, Andrian Anshari, Helen Manurung, Yenny Toguan, Resdina Silalahi, Emy Alemmita, Stevani Sigiro, Enra Tambunan, Silviana Simbolon, Kalam Siregar, Istas Manalu, Rieni Kalesta, Suhartina Malau, Natanael Saragih, Timbul Mulya dan Poltak Simarmata yang telah memberikan kesan dan kenangan manis dan pahit bagi penulis selama masa perkuliahan. Terkhusus untuk Agusningsih teman berbagi suka dan duka selama penelitian, Nurzannah, Ferdy Aulia Mirda, Agus siahaan dan Wenny Yoweri Gulo,Silvia Nuraini yang menjadi orang terdekat penulis selama menjalani perkuliahan di FISIKA USU.

  11. Kepada asisten Laboratorium Kimia Analitik yang telah banyak membantu dalam penelitian dalam memberikan arahan serta masukan dalam menyelesaikan skripsi ini.

  12. Untuk seluruh adik adik di FISIKA USU terkhusus untuk adik 2012 Muhammad Ali, ivan dan kawan kawan yang telah membantu dalam penyelesaian skripsi ini.

  13. Teman ± teman kos wisma Tulang dan kepada Tulang yang selalu memberikan nasehat dan motivasi buat penulis.

  Penulis menyadari bahwa dalam skripsi ini masih terdapat banyak kekurangan. Oleh karena itu, penulis mengharapkan saran dan kritik untuk memperbaiki penulisan dimasa yang akan datang. Akhir kata, penulis berharap semoga skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi penulis maupun orang lain yang membacanya.

  Penulis,

  

PENGARUH VARIASI SUHU DAN WAKTU AKTIVASI TERHADAP

KUALITAS KARBON AKTIF STROBILUS PINUS (Pinus merkusii Jungh.& De

Vr)

ABSTRAK

  Telah dilakukan penelitian mengenai pembuatan arang aktif strobilus pinus menggunakan metode kimia fisika yaitu menggunakan bahan kimia sebagai activator dan diaktivasi pada suhu tinggi, dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh suhu dan waktu aktivasi terhadap kualitas yang dihasilkann dari arang aktif strobilus pinus. Proses pembuatan arang aktif dengan menggunakan tanur dan diaktivasi pada suhu 600, 700, 800oC dengan waktu aktivasi untuk masing masing suhu 30, 60, 90 menit. Bahan pengaktif yang digunakan adalah H3PO4 10%. Strobilus pinus terlebih dahulu dikarbonisasi pada suhu 300oC dan diayak menggunakan ayakan 100 mesh.. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kondisi terbaik untuk membuat arang aktif pada suhu 800oC, dengan waktu aktivasi 90 menit yang menghasilkan rendemen sebesar 22,34%, kadar air 17,5%, kadar abu 11%, kadar zat terbang 15,5%, kadar karbon terikat 73,5% dan daya serap terhadap iodin sebesar 625,76 mg/gram. Kata Kunci : arang aktif , daya serap ,karbonisasi , strobilus pinus.

  

EFFECT OF VARIATION TEMPERATURE AND TIME ACTIVATION OF

ACTIVATED CARBON STROBILUS QUALITY PINE (Pinus Merkusii Jungh & De

Vr)

  

ABSTRACT

  There is the research about the production of activated charcoal strobilus pine by using physical chemical methods that is using the chemical material as activator and activated at high temperatures, in order to know the effect about temperature and time activations againts the quality that is produced from the activated charcoal Strobilus pine.The process of Activated Charcoal uses the baking and it is activated in temperature at 600

  C, 700

  C, 800 C and 30, 60, 90 minutes.The Active igredient is 10 % H

  3 PO 4 . The First, the strobilius

  pine is carbonized in temperature at 300 C and sifted in 100 Mesh. The research show that the best condition to produce the Activated Chorcoal are in temperature at 800 C, activated time at 90 minutes in yield at 22,34 %, the water contents 17,5 %, the ash Content

  11 %, volitile matter content 15,5 %, carbon content bound 73,5 %, and the absorption of Iodine 625,76 % mg/gram.

  The Keywords :Strobilus Pine, Activated charcoal, Carbonization, Absorption

  

DAFTAR ISI

Halaman Persetujuan i Pernyataan ii Perhargaan iii Abstrak vi Abstract vii Daftar isi vii Daftar Tabel xi Daftar Grafik xii Daftar Lampiran xiii

BAB 1 PENDAHULUAN

  1. 1 Latar Belakang

  1 1. 2 Rumusan Masalah

  2 1. 3 Batasan Masalah

  2 1. 4 Tujuan

  3 1. 5 Manfaat

  3 1. 6 Sistematika Penulisan

  3 BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA 2. 1 Adsorpsi

  5 2. 1 . 1 Jenis adsorbsi

  5 2. 1 . 2 Faktor faktor yang mempengaruhi adsorpsi

  6 2. 2 Adsorben

  7 2. 3 Adsorbat

  9 2. 4 Pinus Merkussi

  10 2. 5 Arang

  12

  2. 6 Arang Aktif

  12 2. 6. 1 Proses pembuatan arang aktif

  13 2. 6. 2 Struktur arang aktif

  14 2. 6. 3 Sifat sifat arang aktif

  15 2. 6. 4 . Penggunaan arang aktif

  16 2. 6. 5 Jenis arang aktif

  17 2. 6. 6 Daya serap arang aktif

  18 2. 7 Kualitas Karbon Aktif

  18 2. 8 Analisa Kualitas Arang Aktif

  21 BAB 3 METODOLOGI PENELITIAN 3. 1 Tempat dan Waktu Penelitian

  22 3. 2 Peralatan dan Bahan

  22 3. 2 . 1 Peralatan

  22 3. 2 . 2 Bahan

  23 3. 3 Prosedur Penelitian

  23 3. 3 . 1 Persiapan arang strobilus pinus

  23 3. 3 . 2 Pembuatan arang aktif strobilus pinus

  24 3. 4 Pengujian Arang Aktif

  24 3. 4 . 1 Rendemen

  24 3. 4 . 2 Uji Kadar air

  25 3. 4 . 3 Uji Kadar abu

  25 3. 4 . 4 Uji kadar zat mudah menguap

  25 3. 4 . 5 Uji kadar karbon terikat

  25 3. 4 . 6 Daya serap terhadap larutan iodine

  26 3. 5 Diagram Alir

  27 3. 5 . 1 Persiapan arang strobilus pinus

  27 3. 5 . 2 Pembuatan arang aktif strobilus pinus

  28 3. 5 . 3 Analisis kualitas arang aktif

  29 BAB 4 HASIL DAN PEMBAHASAN

  4. 1 Pengujian Kualitas Arang Aktif

  33 4 . 1. 1 Rendemen 33 4 . 1. 2 Pengujian kadar Air 34 4 . 1. 3 Pengujian kadar abu 36 4 . 1. 4 Pengujian kadar zat menguap 38 4 . 1. 5 Pengujian kadar karbon terikat 40 4 . 1. 6pengujian daya serap Iodin

  42 BAB 5 KESIMPULAN DAN SARAN 5. 1 Kesimpulan

  44 5. 2 Saran

  45 Daftar Pustaka

  Lampiran

  

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Tabel penggunaan arang aktif dalam industri

  16 Tabel 2.2 Kualitas arang aktif menurut SNI

  18 Tabel 4.1 Rendemen arang aktif strobilus pinus

  33 Tabel 4.2 Hasil pengujian adar air arang aktif strobilus pinus

  35 Tabel 4.3 Hasil analisis kadar abu arang aktif strobilus pinus

  37 Tabel 4.4 Hasil pengujian kadar zat terbang arang aktif strobilus pinus

  38 Tabel 4.5 Hasil pengujian kadar karbon terikat arang aktif strobilus pinus 40

Tabel 4.6 Daya serap iodin dari arang aktif strobilus pinus

  42

DAFTAR GRAFIK

  Halaman Grafik 4.1 Hubungan suhu dan waktu aktivasi vs rendemen

  34 Grafik 4.2 Hubungan antara suhu dan waktu aktivasi vs kadar air

  35 Grafik 4.3 Hubungan suhu dan waktu aktivasi vs kadar abu

  37 Grafik 4.4 Hubungan suhu dan waktu aktivasi terhadap kadar zat terbang

  39 Grafik 4.5 Hubungan suhu dan waktu aktivasi terhadap kadar karbon terik

  41 Grafik 4.6 Hubungan antara suhu dan waktu aktivasi vs daya serap arang aktif 43