Karakteristik dari Arang Aktif Tempurung
Nomor Akreditasi 215/AU1/P2MBI/08/2009
Volume 15, Nomor 3, Desember 2012
Bidang IPA dan IPT
Pemodelan Tumpahan Minyak pada Anjungan Lepas Pantai
Montara di Laut Timor, Lukijanto dan Andri Purwandani .....
Analisis Beban Pencemar Udara So2, No2 dan Hc dengan
Pendekatan Line Source Modeling (Studi Kasus di Jalan
Magelang Yogyakarta), Ahmad Zaky Maulana .........................
Korelasi Keanekaragaman Bakteri terhadap Metabolit Sekunder
Nephthea Spp. dari Perairan Taman Nasional Kepulauan Seribu,
Gintung Patantis,
Hedi Indra Januar, dan Ekowati Chasanah ............................
Keanekaragaman Jenis Herpetofauna di Seksi Pengelolaan
Taman Nasional (SPTN) I, Alas Purwo, Banyuwangi, Jawa
Timur, Bayu Wisnu Broto dan Subeno ......................................
Kajian Pengaruh Karakteristik Hujan terhadap Volume Aliran
dan Berat Suspensi di Kawasan Karst, Marcellinus Mandira
Budi Utomo, Hatma Suryatmojo dan Sri Astuti
Soedjoko.......................................................................................
Kesesuaian Produk Televisi di Indonesia terhadap Standar
Electromagnetic Compatibility Parameter Uji Radiated
Emission, Wisnu Ananda ............................................................
Pertambahan Bobot Badan dan Kondisi Kesehatan Macaca
Fascicularis Bunting di PT Bio Farma (Persero),
Mieska Despitasari .....................................................................
489–498
499–508
519–526
599–610
Dinamika Komunitas Aktinobakteria Selama Proses
Pengomposan, Mukhlissul Faatih ..............................................
611–618
LIPI
Regangan Tektonik dan Estimasi Potensi Bahaya Gempa di
Selat Sunda Berdasarkan Data Pengamatan GPS,
Marta Nugraha Hidayat, Irwan Meilano, dan Irwan
Gumilar .......................................................................................
619–628
Pemanfaatan Data Formosat-3/Cosmic GPS Radio Occultation
untuk Estimasi Kandungan Uap Air di Atmosfer,
Noersomadi .................................................................................
629–636
Isolasi, Analisis Struktur, dan Aktivitas Antibakteri Biflavonoid
Gb-1 dari Garcinia tetranda pierre, Novi Sulistyaningrum dan
Taslim Ersam ..............................................................................
637–644
Pemetaan Aliran Muka Air Tanah Dangkal di Sekitar Lahan
Genangan Bakal Waduk Jatigede, Yan Adhitya Wesda
Wardhana dan Heni Rengganis ................................................
645–650
Analisis Gaya Tahanan Quark Eksternal dalam Quark Gluon
Plasma (QGP) Berotasi dan Berinteraksi Kuat Menggunakan
Teori Dawai, Ardian Nata Atmaja .............................................
651–656
Reduksi Kesalahan Kosinus pada Kalibrasi Universal
Measuring Machine dengan Menggunakan Displacement Laser
Interferometer, Ardi Rahman .....................................................
657–664
Peran Bioteknologi untuk Peningkatan Produksi Kedelai di
Lahan Marginal, Suyanto Pawiroharsono ..................................
665–672
Stabilitas Enzim Lipase dalam Sintesis Produk Turunan Minyak
Nabati Monoasilgliserol, Prima Luna .........................................
673–682
Pendugaan Nilai Daya Gabung dan Heterosis Ketahanan
Tanaman Cabai (Capsicum annuum) terhadap Antraknosa,
Yulia Irawati, Sriani Sujiprihati, dan Widodo ........................
683–690
Karakteristik dari Arang Aktif Tempurung Biji Jarak Pagar
(Jatropha curcas linn) dan Uji Kualitas Air Sumur,
Dewi Alimah dan J. P. Gentur Sutapa .....................................
691–698
535–544
Edisi Ilmu Pengetahuan Alam
Ilmu Pengetahuan Teknik
545–550
Kelayakan Penerapan Lajur Sepeda Motor di Jalan Sunset Road
Bali, Nicholas dan Agah M. Mulyadi ........................................
557–564
565–576
577–586
587–592
Volume 15, Nomor 3, Desember 2012
Pemilihan Fasilitas Penyeberangan Berdasarkan Gap Kritis
(Studi Kasus Jalan Dharmawangsa–Surabaya),
Edwin Hidayat ............................................................................
Identifying Precursor Condition for "Puting Beliung" Event in
Pangkalpinang, Siswanto and Supari .........................................
527–534
551–556
Kinerja Termal Rumah Tradisional Uma Kbubu,
Rini Nugrahaeni dan I Ketut Suwantara .................................
593–598
509–518
Pengembangan Program Perhitungan Koefisien Difusi Aterial
dalam Rekayasa Permukaan, Jan Setiawan ................................
Kesesuaian Karakteristik Teknologi Pompa Hidrolik Ram dan
Penampungan Air Hujan dengan Karakteristik Lokal di
Kabupaten Ende Nusa Tenggara Timur,
Made Widiadnyana Wardiha, Pradwi Sukma Ayu Putri,
dan Iwan Suprijanto ..................................................................
Analysis of Sex-Ratio by Length Class of Big Eye Tuna
(Thunnus obesus) in The Indian Ocean, Bram Setyadji, Andi
Bahtiar, and Budi Nugraha .......................................................
LEMBAGA ILMU PENGETAHUAN INDONESIA
Widyariset
Volume 15
Nomor 3
Halaman
489-698
Cibinong
Desember 2012
ISSN
1411-7932
Volume 15, Nomor 3, Desember 2012
Nomor Akreditasi 215/AU1/P2MBI/08/2009
Edisi Ilmu Pengetahuan Alam
Ilmu Pengetahuan Teknik
Majalah Ilmiah Widyariset adalah media penerbitan hasil penelitian dan pengembangan, kajian dan
pemikiran sistematis tentang ilmu pengetahuan dan teknologi. Penulis pada majalah ini berasal dari
peneliti/calon peneliti dari berbagai Unit Penelitian dan Pengembangan (Litbang), maupun Perguruan
Tinggi (PT). Terbit secara teratur tiga kali dalam setahun pada bulan April untuk edisi Ilmu Pengetahuan
Sosial (IPS), bulan Agustus dan Desember untuk edisi Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) dan Ilmu Pengetahuan
Teknik (IPT).
DEWAN REDAKSI
Penanggung Jawab
:Sekretaris Utama-LIPI
Ketua Dewan Editor :Prof. Dr. Enny Sudarmonowati (Kepala Pusbindiklat Peneliti-LIPI)
Dewan Editor
Prof. Dr. Gono Semiadi (Zoologi, Puslit Biologi-LIPI)
Prof. Dr. Masno Ginting, M.Sc. (Fisika Bahan, Puslit Fisika-LIPI)
Prof. Dr. Dwi Purwoko (Agama dan Tradisi, Puslit Kemasyarakatan dan Kebudayaan-LIPI)
Prof. Rusdi Muchtar, M.A. (Komunikasi/Opini Publik, Puslit Kemasyarakatan dan Kebudayaan-LIPI)
Editor Pelaksana
:Dra. Iroh Siti Zahroh, M.Si.
(Kabid Perencanaan dan Pengembangan, Pusbindiklat Peneliti-LIPI)
Pemeriksa Naskah
:Yana Kusdiyana, S.E., M.E. (Kasubbid Pengembangan Program, Pusbindiklat Peneliti-LIPI)
dan Praptiwi Sasiwi, S.Kom. (Kasie Penyiapan Bahan dan Produksi - LIPI Press)
Tataletak Naskah
:Utami Dwi Astuti, S.S., Marthin Hadi Juliansah, M.E., Yoke Pradanatama, S.E. (Pusbindiklat
Peneliti-LIPI) dan Rahma Hilma Taslima, A.Md. (LIPI Press)
Korektor
:Dra. Betty Riadini, M.Si. dan Anisah, S.E. (Pusbindiklat Peneliti-LIPI)
Editor Penasihat
:Dra. Sarwintyas Prahastuti, M.Hum.
(Kepala UPT Balai Media dan Reproduksi (LIPI Press), Jakarta)
Desain Grafis
:Junaedi Mulawardana, A.Md. (LIPI Press)
Sekretariat
:Erwin Pribadi dan Hendriansyah (Pusbindiklat Peneliti-LIPI)
Alamat Redaksi
PUSBINDIKLAT PENELITI LIPI
Jln. Raya Bogor KM. 46, Cibinong 16911
Telp. (021) 8752824, 8752943, Faks (021) 8752871
E-mail: [email protected]
http://pusbindiklat.lipi.go.id/widyariset
Penerbit
LIPI Press, Anggota IKAPI
Jln. Gondangdia Lama (R.P. Suroso) No. 39, Jakarta 10350
Telp. (021) 3140228, 3146942, Faks. (021) 3144591
E-mail: [email protected], [email protected], [email protected]
ISSN 1411 – 7932
Nomor Akreditasi : 472/AU2/P2MILIPI/08/2012
Volume 15, Nomor 3, Desember 2012
Edisi Ilmu Pengetahuan Alam/ Ilmu Pengetahuan Teknik
DAFTAR ISI
Pemodelan Tumpahan Minyak pada Anjungan Lepas Pantai Montara di Laut Timor, Lukijanto
dan Andri Purwandani 489–498
Analisis Beban Pencemar Udara SO2, NO2 Dan Hc dengan Pendekatan Line Source Modeling
(Studi Kasus di Jalan Magelang Yogyakarta), Ahmad Zaky Maulana 499–508
Korelasi Keanekaragaman Bakteri Terhadap Metabolit Sekunder Nephthea Spp. dari Perairan
Taman Nasional Kepulauan Seribu, Gintung Patantis, Hedi Indra Januar, dan Ekowati
Chasanah 509–518
Keanekaragaman Jenis Herpetofauna di Seksi Engelolaan Taman Nasional (SPTN) I, Alas
Purwo, Banyuwangi, Jawa Timur, Bayu Wisnu Broto dan Subeno 519–526
Kajian Pengaruh Karakteristik Hujan terhadap Volume Aliran dan Berat Suspensi di Kawasan
Karst, Marcellinus Mandira Budi Utomo, Hatma Suryatmojo, dan Sri Astuti 527–534
Kesesuaian Produk Televisi di Indonesia terhadap Standar Electromagnetic Compatibility
Parameter Uji Radiated Emission, Wisnu Ananda 535–544
Pertambahan Bobot Badan dan Kondisi Kesehatan Macaca Fascicularis Bunting di PT Bio
Farma (Persero), Mieska Despitasari 545–550
Pengembangan Program Perhitungan Koefisien Difusi Aterial dalam Rekayasa Permukaan, Jan
Setiawan 551–556
Kelayakan Penerapan Lajur Sepeda Motor di Jalan Sunset Road Bali, Nicholas dan Agah M.
Mulyadi 557–564
Kesesuaian Karakteristik Teknologi Pompa Hidrolik Ram dan Penampungan Air Hujan dengan
Karakteristik Lokal di Kabupaten Ende - Provinsi Nusa Tenggara Timur Made Widiadnyana
Wardiha, Pradwi Sukma Ayu Putri, dan Iwan Suprijanto 565–576
1
Kinerja Termal Rumah Tradisional Uma Kbubu, Rini Nugrahaeni dan I Ketut Suwantara
577–586
Pemilihan Fasilitas Penyeberangan Berdasarkan Gap Kritis (Studi Kasus Jalan Dharmawangsa,
Surabaya), Edwin Hidayat 587–592
Analysis of Sex-Ratio by Length Class of Big Eye Tuna (Thunnusobesus) in Theindian Ocean
, Bram Setyadji, Andi Bahtiar, and Budi Nugraha 593–598
Identifying Precursor Condition for ’Puting Beliung’ Event in Pangkal Pinang, Siswanto and
Supari 599–610
Dinamika Komunitas Aktinobakteria Selama Proses Pengomposan, Mukhlissul Faatih 611–618
Regangan Tektonik dan Estimasi Potensi Bahaya Gempa di Selat Sunda Berdasarkan Data
Pengamatan GPS, Marta Nugraha Hidayat, Irwan Meilano, dan Irwan Gumilar 619–628
Pemanfaatan Data Formosat-3/Cosmic Gpsradio Occultation untuk Estimasi Kandungan Uap
Air di Atmosfer, Noersomadi 629–636
Isolasi, Analisis Struktur dan Aktivitas Antibakteri Biflavonoid Gb-1 dari Garcinia tetranda
pierre, Novi Sulistyaningrum dan Taslim Ersam 637–644
Pemetaan Aliran Muka Air Tanah Dangkal di Sekitar Lahan Genangan Bakal Waduk Jatigede,
Yan Adhitya Wesda Wardhana dan Heni Rengganis 645–650
Analisis Gaya Tahanan Quark Eksternal dalam Quark Gluon Plasma(Qgp) Berotasi dan
Berinteraksi Kuat Menggunakan Teori Dawai, Ardian Nata Atmaja 651–656
Reduksi Kesalahan Kosinus pada Kalibrasi Universal Measuring Machine dengan Menggunakan
Displacement Laser Interferometer, Ardi Rahman 657–664
Peran Bioteknologi untuk Peningkatan Produksi Kedelai di Lahan Marginal, Suyanto
Pawiroharsono 665–672
Stabilitas Enzim Lipase dalam Sintesis Produk Turunan Minyak Nabati Monoasilgliserol, Prima
Luna 673–682
Pendugaan Nilai Daya Gabung dan Heterosis Ketahanan Tanaman Cabai (Capsicum annuum)
Terhadap Antraknosa, Yulia Irawati, Sriani Sujiprihati dan Widodo 683–690
Karakteristik dari Arang Aktif Tempurung Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas Linn) dan Uji
Kualitas Air Sumur, Dewi Alimah dan J. P. Gentur Sutapa 691–698
2
3
KARAKTERISTIK DARI ARANG AKTIF TEMPURUNG BIJI JARAK
PAGAR (Jatropha curcas LINN) DAN UJI KUALITAS AIR SUMUR
THE CHARACTERISTICS OF ACTIVATED CHARCOAL FROM
JATROPHA SEED SHELL (Jatropha curcas LINN) AND ITS QUALITY
TEST TO GROUND WATER
Dewi Alimah* dan J. P. Gentur Sutapa**
Balai Penelitian Kehutanan Banjarbaru, Jl. A. Yani Km 28.7 Banjarbaru, Kalimantan Selatan
**
Jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kahutanan Universitas Gadjah Mada
Pos-el: [email protected]
ABSTRACT
Jatropha seed shell (Jatropha curcas Linn) produced as wastes of jatropha oil manufacturing can be converted to activated charcoal. The purpose of this experiment was to investigate the characteristic of activated
charcoal produced from jatropha seed shell and to analyze its quality to ground water. The seed shells were
carbonized into charcoal at 500°C for 3 hour. The charcoal was activated at 800 and 900°C for 0, 30, 60, and 90
min. The results showed that moisture content, volatile matter content, iodine and methylene blue adsorption had
qualify met to the standards of quality activated charcoal powder according to SNI 06-3730-1995. Most of value
of fixed carbon met the qualify standard while ash content did not meet the standards. Based on the adsorptive
capacity of iodine, the charcoal increased the quality of ground water as recommended by the Ministry of Health
of 416/Menkes/Per/IX/1990.
Keywords : activated charcoal, Jatropa curcas Linn, ground water quality
ABSTRAK
Tempurung biji jarak pagar (Jatropha curcas Linn) dari limbah pengolahan minyak jarak pagar dapat
dimanfaatkan menjadi arang aktif. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik arang aktif
tempurung biji jarak pagar dan melakukan pengujian arang aktif terhadap kualitas air konsumsi. Pada penelitian
ini dilakukan pembakaran terhadap tempurung biji jarak pagar menjadi arang pada suhu 500°C selama 3 jam.
Arang tersebut diaktivasi pada suhu 800 dan 900°C selama 0, 30, 60, dan 90 menit. Karakteristik arang aktif yang
dihasilkan telah memenuhi standar kualitas arang aktif berbentuk serbuk menurut SNI 06-3730-1995 terutama
untuk parameter kadar air arang aktif, kadar zat mudah menguap, daya serap terhadap iodium dan metilen biru.
Untuk nilai parameter kadar karbon terikat, sebagian besar perlakuan memenuhi standar kualitas sedangkan
untuk kadar abu, belum memenuhi standar kualitas. Berdasarkan kemampuan daya serap terhadap iodium, arang
aktif dari tempurung biji jarak pagar dapat meningkatan kualitas air sumur yang memenuhi standar air bersih
sesuai aturan Menteri Kesehatan RI No. 416/Menkes/Per/IX/1990.
Kata kunci : arang aktif, Jatropha curcas Linn, kualitas air sumur
PENDAHULUAN
Saat ini ada 27 industri di Indonesia yang menggunakan arang aktif untuk keperluan adsorben
atau penyerap polutan gas, padat, dan cair antara
lain pada industri air minum, industri minyak
goreng, sirup, minyak atsiri, tambang emas, dan
tekstil.1 Kebutuhan arang aktif sebagai bahan
baku pendukung dalam industri diperkirakan
terus meningkat sejalan dengan perkembangan
| 691
dunia industri. Berdasarkan catatan Departemen
Perdagangan dan Perindustrian, Indonesia masih
mengimpor arang aktif dari 19 negara antara lain
Jerman, Jepang, Amerika, dan Malaysia. Namun,
Indonesia juga mengekspor arang aktif ke sekitar
32 negara antara lain Jepang, Korea, China, India,
Mesir, Australia, dan Ingris. Ekspor arang aktif
pada tahun 2001 tercatat sebesar 11.834 ton dan
impor sebesar 1.086 ton.2
Peningkatan kebutuhan arang aktif memerlukan ketersediaan bahan baku arang dalam
jumlah banyak. Bahan baku untuk membuat arang
aktif di Indonesia sebagian besar menggunakan
kayu dan tempurung kelapa. Pada dasarnya bahan
baku yang dapat dipergunakan dalam pembuatan
arang aktif adalah semua bahan yang mengandung
karbon baik yang berasal dari tumbuhan, binatang
maupun bahan tambang seperti batu bara.3 Bahan
tersebut antara lain kayu, limbah kayu, tempurung kelapa, batu bara, dan limbah pertanian
seperti kulit buah kopi, sabut buah coklat,
sekam padi, jerami, tongkol dan pelepah jagung,
bahkan bahan polimer seperti poliakrilonitril,
rayon dan resin fenol.4
Untuk meningkatkan produksi arang aktif
perlu dilakukan upaya menemukan bahan baku
lain selain tempurung kelapa dan kayu yang
dapat menghasilkan arang aktif berkualitas baik
dan diantaranya adalah tempurung biji jarak
pagar (Jatropha curcas Linn). Tempurung biji
ini merupakan limbah padat pengolahan minyak
jarak pagar. Kulit biji jarak pagar berkisar antara
35–42% terhadap berat kering biji.5 Menurut
Robert Manurung dalam Pambudy,6 produktivitas
tanaman tersebut mencapai 10 ton biji jarak/hektar/tahun. Apabila seluruh biji tanaman tersebut
diolah menjadi minyak, maka menyisakan limbah
tempurung biji sebanyak 3,5–4,2 ton/hektar/
tahun. Tempurung biji jarak pagar tersebut banyak
mengandung karbon sehingga berpotensi sebagai
bahan baku arang aktif, tetapi pemanfaatannya
belum banyak diketahui. Oleh karena itu,
pemanfaatan tempurung biji jarak pagar menjadi
arang aktif diharapkan dapat meningkatkan nilai
ekonomisnya. Penelitian ini bertujuan untuk
mengetahui karakteristik arang aktif tempurung
biji jarak pagar dan melakukan pengujian kualitas
air sumur.
692 | Widyariset, Vol. 15 No.3,
Desember 2012: 691–698
METODE PENELITIAN
Bahan penelitian berupa tempurung biji jarak
pagar yang diperoleh dari Purworejo, Jawa
Tengah. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium
Energi Kayu Fakultas Kehutanan Universitas
Gadjah Mada, Laboratorium Kimia Analitik
Fakultas MIPA Universitas Negeri Yogyakarta,
dan Laboratorium Teknik Lingkungan Sekolah
Tinggi Teknik Lingkungan “YLH” Yogyakarta
mulai bulan Agustus sampai dengan Oktober
2007.
Tempurung biji jarak pagar sebanyak 7
kg yang telah dipanen dijemur di bawah sinar
matahari hingga mencapai kondisi kering angin
sebesar 9,92%. Tempurung tersebut dimasukkan
ke dalam retort listrik dan dipanaskan pada suhu
500oC selama 3 jam. Arang yang diperoleh diaktivasi secara fisika, yaitu dengan cara memanaskan
arang di dalam thermolyn pada variasi suhu dan
lama aktivasi. Penelitian ini menggunakan model
rancangan acak lengkap (Completely Randomized
Design) secara faktorial dengan 2 faktor perlakuan, yaitu suhu aktivasi 800 dan 900ºC dengan
lama aktivasi 0, 30, 60, dan 90 menit. Dari kedua
faktor tersebut diperoleh 8 perlakuan dengan 5
kali ulangan sehingga diperoleh 40 contoh uji.
Untuk mengetahui kualitas arang aktif dilakukan
pengujian terhadap sifat fisiko-kimia meliputi
rendemen (ASTM, 1985), kadar air (SNI, 1995),
kadar zat mudah menguap pada pemanasan
950oC (SNI, 1995), kadar abu (SNI, 1995), kadar
karbon terikat (SNI, 1995), daya serap arang aktif
terhadap iodium (SNI, 1995), daya serap terhadap
benzena (ASTM, 1979), dan daya serap terhadap
metilen biru (ASTM, 1979).1,7
Sampel arang aktif dengan kualitas
terbaik diujicobakan untuk meningkatkan kualitas
air sumur yang berasal dari Desa Kranggan,
Kulon Progo, Yogyakarta. Air sumur tersebut
keruh, berwarna, dan berkadar logam tinggi. Air
sumur sebelum dan sesudah diberi perlakuan
arang aktif dianalisis sifat fisik dan kimia airnya
meliputi warna, kekeruhan, kandungan besi
(Fe), mangan (Mn), seng (Zn), dan pH dengan
spektrofotometer serapan atom. Hasil analisis
dari parameter-parameter tersebut dibandingkan
dengan Peraturan Menteri Kesehatan No. 416
Menkes/Per/IX/1990. Nilai rata-rata dari hasil
pengujian kualitas arang aktif dianalisis dengan
menggunakan program SPSS 15.0 for Windows
sehingga diperoleh analisis variannya. Apabila
hasil analisis varian tersebut berbeda nyata, maka
dilakukan uji lanjut HSD (Honestly Significant
Different) Tukey untuk mengetahui pengaruh tiap
taraf perlakuan.8
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat fisiko-kimia arang aktif tempurung biji jarak
pagar yang dihasilkan, yaitu rendemen, kadar air,
kadar zat mudah menguap, kadar abu, kadar karbon terikat, daya serap terhadap iodium, benzena,
dan metilen biru disajikan pada Tabel 1.
Rendemen Arang Aktif
Rendemen arang aktif dari tempurung biji
jarak pagar berkisar antara 86,86-96,09% (Tabel
1). Rendemen tertinggi dihasilkan oleh arang
tanpa aktivasi sedangkan rendemen terendah
dihasilkan oleh arang yang diaktivasi pada suhu
900ºC selama 90 menit. Berdasarkan analisis
varian diketahui bahwa interaksi perlakuan, suhu
aktivasi, dan lama aktivasi sangat berbeda nyata
terhadap rendemen arang aktif. Semakin tinggi
suhu dan lama aktivasi, rendemen arang aktif
tempurung biji jarak pagar cenderung menurun.
Peningkatan suhu dapat mempercepat laju reaksi
antara karbon dengan uap air sehingga karbon
terkonversi menjadi H2O dan CO2 dan semakin
sedikit karbon yang diperoleh.2
Kadar Air Arang Aktif
Nilai rata-rata kadar air arang aktif tempurung biji jarak pagar berkisar antara 5,21–11,04%.
Kadar air arang aktif terendah dihasilkan oleh
arang yang diaktivasi pada suhu 900ºC selama
90 menit, sedangkan kadar air tertinggi dihasilkan
oleh arang tanpa aktivasi. Nilai kadar air arang aktif dari semua sampel yang dihasilkan memenuhi
standar kualitas arang aktif berbentuk serbuk
menurut SNI 06-3730-1995, yaitu lebih rendah
dari 15%.7 Rendahnya kadar air ini disebabkan
oleh adanya reaksi antara HOH yang terdapat
pada arang aktif dengan CO yang menghasilkan
gas CO2 dan H2.9
Hasil analisis varian menunjukkan bahwa
interaksi antara kedua perlakuan suhu dan lama
aktivasi berbeda nyata terhadap kadar air arang
aktif tempurung biji jarak pagar. Nilai kadar air
arang aktif tempurung biji jarak pagar cenderung
mengalami penurunan seiring dengan kenaikan
suhu dan lama aktivasi. Besarnya kadar air
ini selain disebabkan oleh peningkatan sifat
higroskopis arang aktif terhadap uap air dari udara
pada waktu proses pendinginan, juga disebabkan
oleh pengikatan molekul air oleh 6 atom karbon
yang telah diaktivasi.10
Kadar Zat Mudah Menguap Pada Pemanasan 950º C
Tabel 1 menunjukkan bahwa nilai kadar
zat mudah menguap arang aktif tempurung
biji jarak pagar berkisar antara 11,06–27,38%.
Sebagian besar nilai kadar zat mudah menguap
yang dihasilkan memenuhi standar arang aktif
berbentuk serbuk menurut SNI 06-3730-1995,
yaitu maksimum sebesar 25%. Kadar zat mudah
menguap tertinggi dihasilkan oleh arang tanpa
aktivasi, sedangkan nilai terkecil dihasilkan oleh
arang yang diaktivasi pada suhu 900ºC selama
60 menit. Kadar zat mudah menguap yang tinggi
mengurangi kemampuan arang aktif dalam menyerap gas dan larutan.2 Sesuai hasil penelitian
Pari dkk11 bahwa tinggi rendahnya kadar zat
mudah menguap yang dihasilkan menunjukkan
bahwa permukaan arang aktif masih ditutupi oleh
senyawa nonkarbon sehingga mempengaruhi
kemampuan daya serapnya.
Hasil analisis varian menunjukkan bahwa
interaksi antara kedua perlakuan yaitu, suhu
aktivasi dan faktor lama aktivasi memberikan pengaruh terhadap kadar zat mudah menguap. Nilai
kadar zat mudah menguap arang aktif cenderung
mengalami penurunan seiring dengan kenaikan
suhu dan lama aktivasi. Menurut Kuriyama
dalam Sudradjat dkk2 bahwa peningkatan suhu
aktivasi cenderung menurunkan kadar zat mudah
menguap. Hal ini terjadi karena pada suhu tinggi
penguraian senyawa nonkarbon seperti CO2, CO,
CH4, dan H2 dapat berlangsung sempurna.
Kadar Abu Arang Aktif
Tabel 1 menunjukkan bahwa kadar abu
arang aktif tempurung biji jarak pagar berkisar
antara 15,87–21,14%. Semua nilai kadar abu yang
Karakteristik Arang Aktif... | Dewi Alimah dan J. P. Gentur Sutapa | 693
dihasilkan melebihi ambang batas kualitas arang
aktif berbentuk serbuk yaitu 10% sehingga belum
memenuhi standar yang ditetapkan SNI 06-37301995. Nilai kadar abu terendah dihasilkan arang
tanpa aktivasi, sedangkan nilai kadar abu tertinggi
dihasilkan arang yang diaktivasi pada suhu 900ºC
selama 90 menit.
Hasil analisis varian menunjukkan bahwa
suhu dan lama aktivasi berbeda nyata terhadap
kadar abu arang aktif, sedangkan interaksi antara
suhu dan lama aktivasi tidak berbeda nyata.
Nilai kadar abu arang aktif cenderung meningkat
seiring dengan kenaikan suhu dan lama aktivasi.
Peningkatan kadar abu ini menunjukkan adanya
proses oksidasi arang aktif lebih lanjut terutama
dari partikel halus. Menurut Smisek dan Cerny
dalam Pari dkk 11, tingginya kadar abu yang
dihasilkan dapat mengurangi daya adsorpsi arang
aktif, karena pori arang aktif terisi oleh mineralmineral logam seperti magnesium, kalsium, dan
kalium.
Kadar Karbon Terikat Arang Aktif
Tabel 1 menunjukkan bahwa nilai kadar
karbon terikat yang dihasilkan berkisar antara
56,76-68,78%. Sebagian besar nilai kadar karbon
terikat arang aktif yang dihasilkan memenuhi
standar arang aktif berbentuk serbuk menurut
SNI 06-3730-1995, yaitu minimum 65%. Nilai
kadar karbon terikat terendah dihasilkan tanpa
aktivasi, sedangkan nilai tertinggi dihasilkan pada
arang yang diaktivasi pada suhu 900ºC selama
60 menit.
Hasil analisis varian menunjukkan bahwa
lama aktivasi memberikan pengaruh sangat
berbeda nyata, sedangkan suhu aktivasi berbeda
nyata terhadap kadar karbon terikat arang aktif.
Semakin tinggi suhu aktivasi, maka kadar karbon
terikat yang dihasilkan cenderung meningkat.
Hal ini dikarenakan nilai kadar karbon terikat
diperoleh dari pengurangan nilai 100% dengan
kadar zat mudah menguap dan kadar abu sehingga
semakin besar nilai kadar zat mudah menguap dan
kadar abu, maka kadar karbon terikat semakin
rendah. Pari dkk12 menyebutkan bahwa tinggi
rendahnya kadar karbon terikat dipengaruhi pula
oleh kandungan selulosa dan lignin yang dapat
dikonversi menjadi atom karbon. Namun kadar
karbon terikat arang aktif yang dihasilkan makin
rendah seiring dengan semakin lamanya aktivasi.
694 | Widyariset, Vol. 15 No.3,
Desember 2012: 691–698
Rendahnya kadar karbon ini menandakan sedikitnya atom karbon yang tertata kembali membentuk
struktur heksagonal.11
Daya Serap Arang Aktif terhadap Uap
Benzena
Tabel 1 menunjukkan bahwa nilai rata-rata
daya serap arang aktif tempurung biji jarak pagar
terhadap uap benzena berkisar antara 2,26–7,35%.
Daya serap tertinggi dihasilkan oleh arang yang
diaktivasi pada suhu 900ºC selama 90 menit
sedangkan daya serap terendah dihasilkan oleh
arang yang diaktivasi pada suhu 800ºC selama
30 menit. Pada SNI 06-3730-1995 belum terdapat
nilai standar daya serap terhadap uap benzena
untuk arang aktif tipe serbuk. Nilai daya serap
terhadap benzena pada arang aktif tipe serbuk ini
termasuk sangat rendah bila dibandingkan dengan
nilai standar arang aktif tipe butiran. Rendahnya
daya serap arang aktif terhadap uap benzena
disebabkan oleh atom karbon yang terdapat pada
permukaan arang aktif banyak mengandung gugus
fungsi yang bersifat polar seperti fenol, aldehid,
dan karboksilat dari hasil karbonisasi yang tidak
sempurna sehingga gas atau uap yang diserap
menjadi lebih sedikit.3 Dengan kata lain, arang
aktif yang dihasilkan pada penelitian ini kurang
efektif bila digunakan untuk menyerap gas, karena
daya serapnya terhadap uap benzena lebih rendah
dari 25%.
Hasil analisis varian menunjukkan bahwa
suhu dan lama aktivasi sangat berbeda nyata
sedangkan interaksi antara kedua perlakuan tidak
berbeda nyata terhadap daya serap arang aktif
terhadap uap benzene. Semakin tinggi suhu dan
semakin lama aktivasi, maka daya serap arang
aktif terhadap uap benzena cenderung meningkat.
Peningkatan daya serap ini menggambarkan
struktur mikropori arang aktif yang terbentuk
terutama yang berukuran 6 Å makin banyak dan
lebih bersifat nonpolar sehingga dapat digunakan
untuk menyerap polutan yang juga bersifat
nonpolar seperti karbon tetraklorida.11 Rendahnya
nilai daya serap arang aktif terhadap uap benzena
dikarenakan pori-pori arang aktif tertutup oleh
senyawa nonkarbon yang tidak terdorong keluar
permukaan arang aktif pada saat aktivasi.13
Daya Serap Arang Aktif terhadap Iodium
arang yang diaktivasi pada suhu 800ºC selama
30 menit.
Tabel 1 menunjukkan bahwa nilai rata-rata
daya serap arang aktif tempurung biji jarak pagar
terhadap iodium berkisar antara 1.142,10–1
.586,25 mg/g. Semua nilai daya serap arang
aktif ini terhadap iodium memenuhi standar
kualitas arang aktif berbentuk serbuk menurut
SNI 06-3730-1995 yaitu minimal 750 mg/g,
sehingga efektif bila digunakan sebagai pemurni,
penjernih air, dan penyerap zat warna pada cairan.
Daya serap tertinggi dihasilkan oleh arang yang
diaktivasi pada suhu 900ºC selama 90 menit
sedangkan daya serap terendah dihasilkan oleh
arang tanpa aktivasi.
Hasil analisis varian menunjukkan bahwa
interaksi antara kedua perlakuan dan lama aktivasi
sangat berbeda nyata sedangkan suhu aktivasi
tidak berbeda nyata terhadap daya serap arang
aktif terhadap metilen biru. Daya serap arang aktif
terhadap metilen biru ini cenderung meningkat
seiring dengan bertambahnya suhu dan lama
aktivasi. Reaksi oksidasi dan reduksi yang terlalu
lama dapat mengoksidasi dinding pori arang aktif
lebih banyak sehingga menghasilkan diameter
pori yang lebih lebar. Daya serap arang aktif
terhadap metilen biru yang tinggi menunjukkan
bahwa ikatan antara atom C dan H sebagian sudah
terlepas sehingga terjadi proses pergeseran plat
karbon kristalit yang dapat membuka pori yang
baru.15
Hasil analisis varian menunjukkan bahwa
interaksi perlakuan suhu dan lama aktivasi
sangat berbeda nyata terhadap daya serap arang
aktif tempurung biji jarak pagar terhadap iodium.
Semakin besar suhu dan semakin lama aktivasi,
maka daya serap arang aktif terhadap iodium
cenderung semakin meningkat. Semakin tinggi
suhu, maka semakin banyak pelat-pelat karbon
bergeser mendorong senyawa hidrokarbon, tar,
dan senyawa organik lainnya untuk keluar pada
saat aktivasi.13 Peningkatan daya serap ini memperlihatkan bahwa atom karbon yang membentuk
kristalit heksagonal makin banyak sehingga celah
atau pori yang terbentuk di antara lapisan kristalit
juga makin besar. Menurut Hartoyo dalam Pari,14
reaksi yang semakin lama dapat mengkonversi
karbon dan membantu pembentukan mikropori
dalam arang secara simultan dan diikuti dengan
meningkatnya luas permukaan serta daya adsorpsi
arang aktif.
Daya Serap Arang Aktif terhadap
Metilen Biru
Tabel 1 menunjukkan bahwa nilai ratarata daya serap arang aktif tempurung biji
jarak pagar terhadap metilen biru berkisar antara
122,38–128,67 mg/g. Semua nilai daya serap
tersebut memenuhi standar kualitas arang aktif
berbentuk serbuk menurut SNI 06-3730-1995
karena daya serapnya lebih dari 120 mg/g. Daya
serap arang aktif tertinggi dihasilkan oleh arang
yang diaktivasi pada suhu 900ºC selama 30 menit
sedangkan daya serap arang aktif terendah oleh
Kondisi Optimum Pembuatan Arang
Aktif Tempurung Biji Jarak Pagar
Untuk membuat arang aktif dari tempurung
biji jarak pagar adalah dengan cara melakukan
aktivasi arang pada suhu 900ºC selama 60 menit.
Pada kondisi ini kualitas arang aktif memenuhi
standar kualitas arang aktif berbentuk serbuk
menurut SNI 06-3730-1995 terutama nilai daya
serap arang aktif terhadap iodium. Oleh karena
itu, produk arang aktif dapat digunakan untuk
meningkatkan kualitas air sumur, akan tetapi
perlu diperhatikan kandungan abunya yang relatif
tinggi.
Aplikasi Arang Aktif Untuk Peningkatan
Kualitas Air Sumur
Peningkatan kualitas air sumur dilakukan
dengan menggunakan salah satu arang aktif
terbaik, yaitu arang yang diaktivasi pada suhu
900ºC selama 60 menit. Hasil pengamatan secara
visual terlihat bahwa air sumur sebelum diberi
perlakuan dengan arang aktif cenderung berwarna
keruh yang dikarenakan adanya kandungan logam
besi (Fe) di dalam air tersebut. Hasil analisis
kualitas air sumur sebelum dan sesudah perlakuan
arang aktif tempurung biji jarak pagar disajikan
pada Tabel 2.
Karakteristik Arang Aktif... | Dewi Alimah dan J. P. Gentur Sutapa | 695
Tabel 2. Hasil Analisis Kualitas Air Sumur Sebelum dan Sesudah Perlakuan Arang Aktif Tempurung Biji Jarak
Pagar
Parameter
Ph
Warna (Pt-Co)
Kekeruhan (NTU)
Sebelum
Perlakuan
Arang Ak f
7,8
Sesudah
Perlakuan
Arang Ak f
8,1
Perubahan %
70
5
92,86b
3,85a
Permenkes No.
416/1990 Air
Bersih c, 17
6,5 - 9,0
Maks. 15,0
34
7
79,41b
Maks. 5,0
Kadar Fe (mg/l)
3,50
0,10
97,43b
Maks. 1,0
Kadar Mn (mg/l)
0,45
0,02
95,55b
Maks. 0,5
Kadar Zn (mg/l)
0,00
a
Keterangan : = mengalami peningkatan ,
0,00
b
Maks. 5,0
0,00
= mengalami penurunan ,
c
= nilai dibandingkan dengan hasil analisis sesudah
perlakuan arang aktif
Tabel 2 menunjukkan bahwa air sumur
semula berwarna 70 Pt-Co (Platina-Cobalt) dan
setelah dilakukan penambahan arang aktif, warna
air sumur tersebut berubah menjadi lebih jernih
daripada warna air sebelumnya, yaitu menjadi 5
Pt-Co. Nilai kekeruhan air sebelum dan sesudah
diberi perlakuan dengan arang aktif masingmasing sebesar 34 dan 7 NTU (Nephelometric
Turbidity Unit). Pada penelitian ini besarnya nilai
warna air sumur sesudah diberi perlakuan arang
aktif memenuhi standar air bersih, yaitu tidak
lebih dari 15 Pt-Co sedangkan nilai kekeruhan
air sumur tidak memenuhi persyaratan air bersih
sesuai aturan Menteri Kesehatan RI No. 416/
Menkes/Per/IX/1990, karena nilainya lebih dari 5
NTU. Hal ini selain disebabkan oleh bentuk pori
yang asimetris juga oleh pori-pori arang aktif yang
telah penuh terisi dengan kation-kation yang lain,
sehingga tidak dapat menyerap partikel-partikel
penyebab kekeruhan secara maksimal.3 Namun
adanya penambahan arang aktif ke dalam air baku
dapat memperbaiki derajat kekeruhan.
Tabel 2 menunjukkan bahwa air sumur
sebelum dan sesudah diberi perlakuan dengan
arang aktif memiliki nilai pH masing-masing
adalah 7,8 dan 8,1. Peningkatan nilai pH air
sebesar 3,85% disebabkan oleh adanya kation
dalam arang aktif yang terlarut ke dalam air.16
Penurunan tingkat kekeruhan sebesar 79,41%,
warna sebesar 92,86%, kadar besi (Fe) sebesar
97,43%, dan kadar mangan (Mn) sebesar 95,55%.
Pada penelitian ini besarnya derajat keasaman
(pH), kadar besi (Fe), dan mangan (Mn) yang
dimiliki air sumur setelah diberi perlakuan
dengan arang aktif sudah memenuhi persyaratan
696 | Widyariset, Vol. 15 No.3,
Desember 2012: 691–698
sebagai air bersih menurut Permenkes No. 416/
Menkes/Per/IX/1990. Berdasarkan analisis yang
telah dilakukan diketahui bahwa air sumur ini
tidak mengandung seng (Zn) sehingga tidak
membahayakan kesehatan bila air tesebut
dikonsumsi.17
KESIMPULAN
Karakteristik arang aktif tempurung biji jarak
pagar (Jatropha curcas Linn) telah memenuhi
standar kualitas arang aktif berbentuk serbuk
menurut SNI 06-3730-1995 terutama untuk
parameter kadar air arang aktif, kadar zat mudah
menguap, daya serap arang aktif terhadap iodium
dan metilen biru. Nilai parameter kadar karbon
terikat sebagian besar perlakuan memenuhi
standar kualitas sedangkan untuk kadar abu,
belum memenuhi standar kualitas. Kualitas arang
aktif terbaik dihasilkan pada arang yang diaktivasi
dengan suhu 900ºC selama 60 menit. Berdasarkan
kemampuan daya serap terhadap iodium, arang
aktif ini dapat digunakan untuk meningkatkan
kualitas air sumur sebagai sumber air minum
yang memenuhi standar air bersih sesuai anjuran
Menteri Kesehatan RI No. 416/Menkes/Per/
IX/1990.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis menyampaikan terima kasih kepada
Bapak Sugiarto dari Universitas Gadjah Mada,
Bapak Ali dari Universitas Negeri Yogyakarta, dan
Ibu Retno Susetyaningsih, ST. MP dari Sekolah
Tinggi Teknik Lingkungan “YLH” Yogyakarta
atas kerja sama dan bantuannya selama kegiatan
penelitian ini.
Pari, G., D. Thohir, Mahpudin, dan J. Ferry. 2006.
Arang Aktif Serbuk Gergajian Kayu Sebagai
Adsorben pada Pemurnian Minyak Goreng
Bekas. Jurnal Penelitian Hasil Hutan, 24(4):
309–322.
13
Pari, G. 1996b. Pembuatan Arang Aktif dari Serbuk
Gergaji Sengon (Paraserianthes falcataria)
dengan Cara Kimia. Buletin Penelitian Hasil
Hutan, 14(8): 308–320
14
Pari, G. 1991. Pembuatan Arang Aktif Kayu
Karet Untuk Bahan Pemurni Minyak Daun
Cengkeh. Jurnal Penelitian Hasil Hutan, 10(5):
141–149.
15
Pari, G., K. Sofyan, Syafii, dan Buchari. 2005.
Pengaruh Lama Aktivasi terhadap Struktur
Kimia dan Mutu Arang Aktif Serbuk Gergaji
Sengon. Jurnal penelitian Hasil Hutan, 23(3):
207–218.
16
Pari, G. 1992. Pembuatan Arang aktif dari Serbuk
Gergaji Sengon Untuk Penjernih Air. Jurnal
Penelitian Hasil Hutan. 8(6): 228–235.
17
Departemen Kesehatan. 1990. Daftar Persyaratan
Kualitas Air Minum. 1990. Jakarta: Depkes.
12
DAFTAR PUSTAKA
Sutapa, J.PG., W. Sujarwo, Y.A. Hulu, dan R.
Pambudi. 2007. Studi Pemanfaatan Limbah
Bagasse (Ampas Tebu) dan Limbah Kayu
Sengon Sebagai Bahan Arang Aktif Untuk
Peningkatan Kualitas Air Sumur. Laporan
Penelitian. Lembaga Penelitian Universitas
Gadjah Mada. Yogyakarta: Universitas Gadjah
Mada
2
Sudradjat, R., D. Tresnawati, dan D. Setiawan. 2005.
Pembuatan Arang Aktif dari Tempurung Biji
Jarak Pagar. Jurnal Penelitian Hasil Hutan,
23(2): 143–162.
3
Hendra, D. 2006. Pembuatan Arang Aktif dari
Tempurung Kalapa Sawit dan Serbuk Kayu
Gergajian Campuran. Jurnal Penelitian Hasil
Hutan, 24(2): 117–132.
4
Asano, N., J. Nishimura, K. Nishimiya, T. Hata, Y.
Imamura, S. Ishihara, and B. Tomita. 1999.
Formaldehide Reduction In Indoor Environments By Wood Charcoals. Wood Researchs
No.86. Kyoto: Kyoto University.
5
Hambali, E., A. Suryani, Dadang, Hariyadi, H.
Hanafie, M. Rivai, I. K. Reksowardojo, dan P.
Suryadarma. 2006. Jarak Pagar Tanaman Penghasil Biodiesel. Depok : Penebar Swadaya.
6
Pambudy, N.M. 2006. Bahan Bakar Alternatif, Tarik
Investor. (http://www.kompas.co.id/kompascetak/0704/08/persona/3440347.htm, diakses
12 Desember 2006).
1
Badan Standarisasi Nasional. 1995. Arang Aktif
Teknis. Jakarta : BSN.
7
Steel, R. G. D. dan J. H. Torrie. 1989. Prinsip dan
Prosedur Statistik Suatu Pendekatan Biometrik.
Jakarta : PT. Gramedia Pustaka Utama.
9
Pari, G., T. Nurhayati, dan Hartoyo. 2000. Kemungkinan Pemanfaatan Arang Aktif Kulit Kayu
Acacia mangium Willd Untuk Pemurnian
Minyak Kelapa Sawit. Bulletin Penelitian Hasil
Hutan, 18(1) : 40–53.
10
Pari, G., Buchari, dan A. Sulaeman. 1996. Pembuatan
dan Kualitas Arang aktif dari Kayu Sengon
(Paraserianthes falcataria) Sebagai Bahan
Adsorben. Buletin Penelitian Hasil Hutan,
14(7): 274–289.
11
Pari, G., D. Hendra, dan R. A. Pasaribu. 2006. Pengaruh Lama Waktu Aktivasi dan Konsentrasi
Asam Fosfat terhadap Mutu Arang Aktif Kulit
Kayu Acacia mangium. Jurnal penelitian Hasil
Hutan, 24(1): 33–46.
8
Karakteristik Arang Aktif... | Dewi Alimah dan J. P. Gentur Sutapa | 697
698 | Widyariset, Vol. 15 No.3,
Tabel 1. Sifat Fisiko-Kimia Arang Aktif dari Tempurung Biji Jarak Pagar
Suhu
Ak vasi
(ᵒC)
Lama Ak vasi
(menit)
Rendemen
(%)
Kontrol
0
96,09c
92,80b
30
Desember 2012: 691–698
800
60
90
30
900
SNI 06-3730-1995
60
90
88,67a
90,32a
87,70a
87,02a
86,86a
Kadar Air (%)
11,04b
Kadar Zat
Mudah
Menguap (%)
27,38c
Kadar Abu (%)
Kadar Karbon
Terikat
(%)
Daya Serap
terhadap Iodium
(mg/g)
Daya Serap
terhadap Benzena
(%)
Daya Serap
terhadap Me len
Biru
(mg/g)
15,87a
56,76a
1.142,10a
3,57a
124,26b
10,56b
24,54bc
16,28a
59,18a
1.211,90a
2,26a
122,38a
a
a
a
bc
d
a
8,09
12,60
19,14
68,26
1.484,73
3,39
126,45c
8,23ab
14,27ab
18,38a
67,35ab
1.338,80b
4,37a
126,48c
6,678a
15,04b
19,65ab
65,32a
1.402,25c
5,67a
128,67c
a
b
c
c
ab
a
6,59
11,06
20,16
68,78
1.472,04
6,22
5,21a
13,30a
21,14b
65,56a
1.586,25d
7,35b
Maks. 15
Maks. 25
Maks. 10
Min. 65
Min. 750
Keterangan : Nilai yang diikuti huruf berbeda berarti berbeda nyata menurut uji analisis varian
125,84b
123,61ab
Min. 120
Volume 15, Nomor 3, Desember 2012
Bidang IPA dan IPT
Pemodelan Tumpahan Minyak pada Anjungan Lepas Pantai
Montara di Laut Timor, Lukijanto dan Andri Purwandani .....
Analisis Beban Pencemar Udara So2, No2 dan Hc dengan
Pendekatan Line Source Modeling (Studi Kasus di Jalan
Magelang Yogyakarta), Ahmad Zaky Maulana .........................
Korelasi Keanekaragaman Bakteri terhadap Metabolit Sekunder
Nephthea Spp. dari Perairan Taman Nasional Kepulauan Seribu,
Gintung Patantis,
Hedi Indra Januar, dan Ekowati Chasanah ............................
Keanekaragaman Jenis Herpetofauna di Seksi Pengelolaan
Taman Nasional (SPTN) I, Alas Purwo, Banyuwangi, Jawa
Timur, Bayu Wisnu Broto dan Subeno ......................................
Kajian Pengaruh Karakteristik Hujan terhadap Volume Aliran
dan Berat Suspensi di Kawasan Karst, Marcellinus Mandira
Budi Utomo, Hatma Suryatmojo dan Sri Astuti
Soedjoko.......................................................................................
Kesesuaian Produk Televisi di Indonesia terhadap Standar
Electromagnetic Compatibility Parameter Uji Radiated
Emission, Wisnu Ananda ............................................................
Pertambahan Bobot Badan dan Kondisi Kesehatan Macaca
Fascicularis Bunting di PT Bio Farma (Persero),
Mieska Despitasari .....................................................................
489–498
499–508
519–526
599–610
Dinamika Komunitas Aktinobakteria Selama Proses
Pengomposan, Mukhlissul Faatih ..............................................
611–618
LIPI
Regangan Tektonik dan Estimasi Potensi Bahaya Gempa di
Selat Sunda Berdasarkan Data Pengamatan GPS,
Marta Nugraha Hidayat, Irwan Meilano, dan Irwan
Gumilar .......................................................................................
619–628
Pemanfaatan Data Formosat-3/Cosmic GPS Radio Occultation
untuk Estimasi Kandungan Uap Air di Atmosfer,
Noersomadi .................................................................................
629–636
Isolasi, Analisis Struktur, dan Aktivitas Antibakteri Biflavonoid
Gb-1 dari Garcinia tetranda pierre, Novi Sulistyaningrum dan
Taslim Ersam ..............................................................................
637–644
Pemetaan Aliran Muka Air Tanah Dangkal di Sekitar Lahan
Genangan Bakal Waduk Jatigede, Yan Adhitya Wesda
Wardhana dan Heni Rengganis ................................................
645–650
Analisis Gaya Tahanan Quark Eksternal dalam Quark Gluon
Plasma (QGP) Berotasi dan Berinteraksi Kuat Menggunakan
Teori Dawai, Ardian Nata Atmaja .............................................
651–656
Reduksi Kesalahan Kosinus pada Kalibrasi Universal
Measuring Machine dengan Menggunakan Displacement Laser
Interferometer, Ardi Rahman .....................................................
657–664
Peran Bioteknologi untuk Peningkatan Produksi Kedelai di
Lahan Marginal, Suyanto Pawiroharsono ..................................
665–672
Stabilitas Enzim Lipase dalam Sintesis Produk Turunan Minyak
Nabati Monoasilgliserol, Prima Luna .........................................
673–682
Pendugaan Nilai Daya Gabung dan Heterosis Ketahanan
Tanaman Cabai (Capsicum annuum) terhadap Antraknosa,
Yulia Irawati, Sriani Sujiprihati, dan Widodo ........................
683–690
Karakteristik dari Arang Aktif Tempurung Biji Jarak Pagar
(Jatropha curcas linn) dan Uji Kualitas Air Sumur,
Dewi Alimah dan J. P. Gentur Sutapa .....................................
691–698
535–544
Edisi Ilmu Pengetahuan Alam
Ilmu Pengetahuan Teknik
545–550
Kelayakan Penerapan Lajur Sepeda Motor di Jalan Sunset Road
Bali, Nicholas dan Agah M. Mulyadi ........................................
557–564
565–576
577–586
587–592
Volume 15, Nomor 3, Desember 2012
Pemilihan Fasilitas Penyeberangan Berdasarkan Gap Kritis
(Studi Kasus Jalan Dharmawangsa–Surabaya),
Edwin Hidayat ............................................................................
Identifying Precursor Condition for "Puting Beliung" Event in
Pangkalpinang, Siswanto and Supari .........................................
527–534
551–556
Kinerja Termal Rumah Tradisional Uma Kbubu,
Rini Nugrahaeni dan I Ketut Suwantara .................................
593–598
509–518
Pengembangan Program Perhitungan Koefisien Difusi Aterial
dalam Rekayasa Permukaan, Jan Setiawan ................................
Kesesuaian Karakteristik Teknologi Pompa Hidrolik Ram dan
Penampungan Air Hujan dengan Karakteristik Lokal di
Kabupaten Ende Nusa Tenggara Timur,
Made Widiadnyana Wardiha, Pradwi Sukma Ayu Putri,
dan Iwan Suprijanto ..................................................................
Analysis of Sex-Ratio by Length Class of Big Eye Tuna
(Thunnus obesus) in The Indian Ocean, Bram Setyadji, Andi
Bahtiar, and Budi Nugraha .......................................................
LEMBAGA ILMU PENGETAHUAN INDONESIA
Widyariset
Volume 15
Nomor 3
Halaman
489-698
Cibinong
Desember 2012
ISSN
1411-7932
Volume 15, Nomor 3, Desember 2012
Nomor Akreditasi 215/AU1/P2MBI/08/2009
Edisi Ilmu Pengetahuan Alam
Ilmu Pengetahuan Teknik
Majalah Ilmiah Widyariset adalah media penerbitan hasil penelitian dan pengembangan, kajian dan
pemikiran sistematis tentang ilmu pengetahuan dan teknologi. Penulis pada majalah ini berasal dari
peneliti/calon peneliti dari berbagai Unit Penelitian dan Pengembangan (Litbang), maupun Perguruan
Tinggi (PT). Terbit secara teratur tiga kali dalam setahun pada bulan April untuk edisi Ilmu Pengetahuan
Sosial (IPS), bulan Agustus dan Desember untuk edisi Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) dan Ilmu Pengetahuan
Teknik (IPT).
DEWAN REDAKSI
Penanggung Jawab
:Sekretaris Utama-LIPI
Ketua Dewan Editor :Prof. Dr. Enny Sudarmonowati (Kepala Pusbindiklat Peneliti-LIPI)
Dewan Editor
Prof. Dr. Gono Semiadi (Zoologi, Puslit Biologi-LIPI)
Prof. Dr. Masno Ginting, M.Sc. (Fisika Bahan, Puslit Fisika-LIPI)
Prof. Dr. Dwi Purwoko (Agama dan Tradisi, Puslit Kemasyarakatan dan Kebudayaan-LIPI)
Prof. Rusdi Muchtar, M.A. (Komunikasi/Opini Publik, Puslit Kemasyarakatan dan Kebudayaan-LIPI)
Editor Pelaksana
:Dra. Iroh Siti Zahroh, M.Si.
(Kabid Perencanaan dan Pengembangan, Pusbindiklat Peneliti-LIPI)
Pemeriksa Naskah
:Yana Kusdiyana, S.E., M.E. (Kasubbid Pengembangan Program, Pusbindiklat Peneliti-LIPI)
dan Praptiwi Sasiwi, S.Kom. (Kasie Penyiapan Bahan dan Produksi - LIPI Press)
Tataletak Naskah
:Utami Dwi Astuti, S.S., Marthin Hadi Juliansah, M.E., Yoke Pradanatama, S.E. (Pusbindiklat
Peneliti-LIPI) dan Rahma Hilma Taslima, A.Md. (LIPI Press)
Korektor
:Dra. Betty Riadini, M.Si. dan Anisah, S.E. (Pusbindiklat Peneliti-LIPI)
Editor Penasihat
:Dra. Sarwintyas Prahastuti, M.Hum.
(Kepala UPT Balai Media dan Reproduksi (LIPI Press), Jakarta)
Desain Grafis
:Junaedi Mulawardana, A.Md. (LIPI Press)
Sekretariat
:Erwin Pribadi dan Hendriansyah (Pusbindiklat Peneliti-LIPI)
Alamat Redaksi
PUSBINDIKLAT PENELITI LIPI
Jln. Raya Bogor KM. 46, Cibinong 16911
Telp. (021) 8752824, 8752943, Faks (021) 8752871
E-mail: [email protected]
http://pusbindiklat.lipi.go.id/widyariset
Penerbit
LIPI Press, Anggota IKAPI
Jln. Gondangdia Lama (R.P. Suroso) No. 39, Jakarta 10350
Telp. (021) 3140228, 3146942, Faks. (021) 3144591
E-mail: [email protected], [email protected], [email protected]
ISSN 1411 – 7932
Nomor Akreditasi : 472/AU2/P2MILIPI/08/2012
Volume 15, Nomor 3, Desember 2012
Edisi Ilmu Pengetahuan Alam/ Ilmu Pengetahuan Teknik
DAFTAR ISI
Pemodelan Tumpahan Minyak pada Anjungan Lepas Pantai Montara di Laut Timor, Lukijanto
dan Andri Purwandani 489–498
Analisis Beban Pencemar Udara SO2, NO2 Dan Hc dengan Pendekatan Line Source Modeling
(Studi Kasus di Jalan Magelang Yogyakarta), Ahmad Zaky Maulana 499–508
Korelasi Keanekaragaman Bakteri Terhadap Metabolit Sekunder Nephthea Spp. dari Perairan
Taman Nasional Kepulauan Seribu, Gintung Patantis, Hedi Indra Januar, dan Ekowati
Chasanah 509–518
Keanekaragaman Jenis Herpetofauna di Seksi Engelolaan Taman Nasional (SPTN) I, Alas
Purwo, Banyuwangi, Jawa Timur, Bayu Wisnu Broto dan Subeno 519–526
Kajian Pengaruh Karakteristik Hujan terhadap Volume Aliran dan Berat Suspensi di Kawasan
Karst, Marcellinus Mandira Budi Utomo, Hatma Suryatmojo, dan Sri Astuti 527–534
Kesesuaian Produk Televisi di Indonesia terhadap Standar Electromagnetic Compatibility
Parameter Uji Radiated Emission, Wisnu Ananda 535–544
Pertambahan Bobot Badan dan Kondisi Kesehatan Macaca Fascicularis Bunting di PT Bio
Farma (Persero), Mieska Despitasari 545–550
Pengembangan Program Perhitungan Koefisien Difusi Aterial dalam Rekayasa Permukaan, Jan
Setiawan 551–556
Kelayakan Penerapan Lajur Sepeda Motor di Jalan Sunset Road Bali, Nicholas dan Agah M.
Mulyadi 557–564
Kesesuaian Karakteristik Teknologi Pompa Hidrolik Ram dan Penampungan Air Hujan dengan
Karakteristik Lokal di Kabupaten Ende - Provinsi Nusa Tenggara Timur Made Widiadnyana
Wardiha, Pradwi Sukma Ayu Putri, dan Iwan Suprijanto 565–576
1
Kinerja Termal Rumah Tradisional Uma Kbubu, Rini Nugrahaeni dan I Ketut Suwantara
577–586
Pemilihan Fasilitas Penyeberangan Berdasarkan Gap Kritis (Studi Kasus Jalan Dharmawangsa,
Surabaya), Edwin Hidayat 587–592
Analysis of Sex-Ratio by Length Class of Big Eye Tuna (Thunnusobesus) in Theindian Ocean
, Bram Setyadji, Andi Bahtiar, and Budi Nugraha 593–598
Identifying Precursor Condition for ’Puting Beliung’ Event in Pangkal Pinang, Siswanto and
Supari 599–610
Dinamika Komunitas Aktinobakteria Selama Proses Pengomposan, Mukhlissul Faatih 611–618
Regangan Tektonik dan Estimasi Potensi Bahaya Gempa di Selat Sunda Berdasarkan Data
Pengamatan GPS, Marta Nugraha Hidayat, Irwan Meilano, dan Irwan Gumilar 619–628
Pemanfaatan Data Formosat-3/Cosmic Gpsradio Occultation untuk Estimasi Kandungan Uap
Air di Atmosfer, Noersomadi 629–636
Isolasi, Analisis Struktur dan Aktivitas Antibakteri Biflavonoid Gb-1 dari Garcinia tetranda
pierre, Novi Sulistyaningrum dan Taslim Ersam 637–644
Pemetaan Aliran Muka Air Tanah Dangkal di Sekitar Lahan Genangan Bakal Waduk Jatigede,
Yan Adhitya Wesda Wardhana dan Heni Rengganis 645–650
Analisis Gaya Tahanan Quark Eksternal dalam Quark Gluon Plasma(Qgp) Berotasi dan
Berinteraksi Kuat Menggunakan Teori Dawai, Ardian Nata Atmaja 651–656
Reduksi Kesalahan Kosinus pada Kalibrasi Universal Measuring Machine dengan Menggunakan
Displacement Laser Interferometer, Ardi Rahman 657–664
Peran Bioteknologi untuk Peningkatan Produksi Kedelai di Lahan Marginal, Suyanto
Pawiroharsono 665–672
Stabilitas Enzim Lipase dalam Sintesis Produk Turunan Minyak Nabati Monoasilgliserol, Prima
Luna 673–682
Pendugaan Nilai Daya Gabung dan Heterosis Ketahanan Tanaman Cabai (Capsicum annuum)
Terhadap Antraknosa, Yulia Irawati, Sriani Sujiprihati dan Widodo 683–690
Karakteristik dari Arang Aktif Tempurung Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas Linn) dan Uji
Kualitas Air Sumur, Dewi Alimah dan J. P. Gentur Sutapa 691–698
2
3
KARAKTERISTIK DARI ARANG AKTIF TEMPURUNG BIJI JARAK
PAGAR (Jatropha curcas LINN) DAN UJI KUALITAS AIR SUMUR
THE CHARACTERISTICS OF ACTIVATED CHARCOAL FROM
JATROPHA SEED SHELL (Jatropha curcas LINN) AND ITS QUALITY
TEST TO GROUND WATER
Dewi Alimah* dan J. P. Gentur Sutapa**
Balai Penelitian Kehutanan Banjarbaru, Jl. A. Yani Km 28.7 Banjarbaru, Kalimantan Selatan
**
Jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kahutanan Universitas Gadjah Mada
Pos-el: [email protected]
ABSTRACT
Jatropha seed shell (Jatropha curcas Linn) produced as wastes of jatropha oil manufacturing can be converted to activated charcoal. The purpose of this experiment was to investigate the characteristic of activated
charcoal produced from jatropha seed shell and to analyze its quality to ground water. The seed shells were
carbonized into charcoal at 500°C for 3 hour. The charcoal was activated at 800 and 900°C for 0, 30, 60, and 90
min. The results showed that moisture content, volatile matter content, iodine and methylene blue adsorption had
qualify met to the standards of quality activated charcoal powder according to SNI 06-3730-1995. Most of value
of fixed carbon met the qualify standard while ash content did not meet the standards. Based on the adsorptive
capacity of iodine, the charcoal increased the quality of ground water as recommended by the Ministry of Health
of 416/Menkes/Per/IX/1990.
Keywords : activated charcoal, Jatropa curcas Linn, ground water quality
ABSTRAK
Tempurung biji jarak pagar (Jatropha curcas Linn) dari limbah pengolahan minyak jarak pagar dapat
dimanfaatkan menjadi arang aktif. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik arang aktif
tempurung biji jarak pagar dan melakukan pengujian arang aktif terhadap kualitas air konsumsi. Pada penelitian
ini dilakukan pembakaran terhadap tempurung biji jarak pagar menjadi arang pada suhu 500°C selama 3 jam.
Arang tersebut diaktivasi pada suhu 800 dan 900°C selama 0, 30, 60, dan 90 menit. Karakteristik arang aktif yang
dihasilkan telah memenuhi standar kualitas arang aktif berbentuk serbuk menurut SNI 06-3730-1995 terutama
untuk parameter kadar air arang aktif, kadar zat mudah menguap, daya serap terhadap iodium dan metilen biru.
Untuk nilai parameter kadar karbon terikat, sebagian besar perlakuan memenuhi standar kualitas sedangkan
untuk kadar abu, belum memenuhi standar kualitas. Berdasarkan kemampuan daya serap terhadap iodium, arang
aktif dari tempurung biji jarak pagar dapat meningkatan kualitas air sumur yang memenuhi standar air bersih
sesuai aturan Menteri Kesehatan RI No. 416/Menkes/Per/IX/1990.
Kata kunci : arang aktif, Jatropha curcas Linn, kualitas air sumur
PENDAHULUAN
Saat ini ada 27 industri di Indonesia yang menggunakan arang aktif untuk keperluan adsorben
atau penyerap polutan gas, padat, dan cair antara
lain pada industri air minum, industri minyak
goreng, sirup, minyak atsiri, tambang emas, dan
tekstil.1 Kebutuhan arang aktif sebagai bahan
baku pendukung dalam industri diperkirakan
terus meningkat sejalan dengan perkembangan
| 691
dunia industri. Berdasarkan catatan Departemen
Perdagangan dan Perindustrian, Indonesia masih
mengimpor arang aktif dari 19 negara antara lain
Jerman, Jepang, Amerika, dan Malaysia. Namun,
Indonesia juga mengekspor arang aktif ke sekitar
32 negara antara lain Jepang, Korea, China, India,
Mesir, Australia, dan Ingris. Ekspor arang aktif
pada tahun 2001 tercatat sebesar 11.834 ton dan
impor sebesar 1.086 ton.2
Peningkatan kebutuhan arang aktif memerlukan ketersediaan bahan baku arang dalam
jumlah banyak. Bahan baku untuk membuat arang
aktif di Indonesia sebagian besar menggunakan
kayu dan tempurung kelapa. Pada dasarnya bahan
baku yang dapat dipergunakan dalam pembuatan
arang aktif adalah semua bahan yang mengandung
karbon baik yang berasal dari tumbuhan, binatang
maupun bahan tambang seperti batu bara.3 Bahan
tersebut antara lain kayu, limbah kayu, tempurung kelapa, batu bara, dan limbah pertanian
seperti kulit buah kopi, sabut buah coklat,
sekam padi, jerami, tongkol dan pelepah jagung,
bahkan bahan polimer seperti poliakrilonitril,
rayon dan resin fenol.4
Untuk meningkatkan produksi arang aktif
perlu dilakukan upaya menemukan bahan baku
lain selain tempurung kelapa dan kayu yang
dapat menghasilkan arang aktif berkualitas baik
dan diantaranya adalah tempurung biji jarak
pagar (Jatropha curcas Linn). Tempurung biji
ini merupakan limbah padat pengolahan minyak
jarak pagar. Kulit biji jarak pagar berkisar antara
35–42% terhadap berat kering biji.5 Menurut
Robert Manurung dalam Pambudy,6 produktivitas
tanaman tersebut mencapai 10 ton biji jarak/hektar/tahun. Apabila seluruh biji tanaman tersebut
diolah menjadi minyak, maka menyisakan limbah
tempurung biji sebanyak 3,5–4,2 ton/hektar/
tahun. Tempurung biji jarak pagar tersebut banyak
mengandung karbon sehingga berpotensi sebagai
bahan baku arang aktif, tetapi pemanfaatannya
belum banyak diketahui. Oleh karena itu,
pemanfaatan tempurung biji jarak pagar menjadi
arang aktif diharapkan dapat meningkatkan nilai
ekonomisnya. Penelitian ini bertujuan untuk
mengetahui karakteristik arang aktif tempurung
biji jarak pagar dan melakukan pengujian kualitas
air sumur.
692 | Widyariset, Vol. 15 No.3,
Desember 2012: 691–698
METODE PENELITIAN
Bahan penelitian berupa tempurung biji jarak
pagar yang diperoleh dari Purworejo, Jawa
Tengah. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium
Energi Kayu Fakultas Kehutanan Universitas
Gadjah Mada, Laboratorium Kimia Analitik
Fakultas MIPA Universitas Negeri Yogyakarta,
dan Laboratorium Teknik Lingkungan Sekolah
Tinggi Teknik Lingkungan “YLH” Yogyakarta
mulai bulan Agustus sampai dengan Oktober
2007.
Tempurung biji jarak pagar sebanyak 7
kg yang telah dipanen dijemur di bawah sinar
matahari hingga mencapai kondisi kering angin
sebesar 9,92%. Tempurung tersebut dimasukkan
ke dalam retort listrik dan dipanaskan pada suhu
500oC selama 3 jam. Arang yang diperoleh diaktivasi secara fisika, yaitu dengan cara memanaskan
arang di dalam thermolyn pada variasi suhu dan
lama aktivasi. Penelitian ini menggunakan model
rancangan acak lengkap (Completely Randomized
Design) secara faktorial dengan 2 faktor perlakuan, yaitu suhu aktivasi 800 dan 900ºC dengan
lama aktivasi 0, 30, 60, dan 90 menit. Dari kedua
faktor tersebut diperoleh 8 perlakuan dengan 5
kali ulangan sehingga diperoleh 40 contoh uji.
Untuk mengetahui kualitas arang aktif dilakukan
pengujian terhadap sifat fisiko-kimia meliputi
rendemen (ASTM, 1985), kadar air (SNI, 1995),
kadar zat mudah menguap pada pemanasan
950oC (SNI, 1995), kadar abu (SNI, 1995), kadar
karbon terikat (SNI, 1995), daya serap arang aktif
terhadap iodium (SNI, 1995), daya serap terhadap
benzena (ASTM, 1979), dan daya serap terhadap
metilen biru (ASTM, 1979).1,7
Sampel arang aktif dengan kualitas
terbaik diujicobakan untuk meningkatkan kualitas
air sumur yang berasal dari Desa Kranggan,
Kulon Progo, Yogyakarta. Air sumur tersebut
keruh, berwarna, dan berkadar logam tinggi. Air
sumur sebelum dan sesudah diberi perlakuan
arang aktif dianalisis sifat fisik dan kimia airnya
meliputi warna, kekeruhan, kandungan besi
(Fe), mangan (Mn), seng (Zn), dan pH dengan
spektrofotometer serapan atom. Hasil analisis
dari parameter-parameter tersebut dibandingkan
dengan Peraturan Menteri Kesehatan No. 416
Menkes/Per/IX/1990. Nilai rata-rata dari hasil
pengujian kualitas arang aktif dianalisis dengan
menggunakan program SPSS 15.0 for Windows
sehingga diperoleh analisis variannya. Apabila
hasil analisis varian tersebut berbeda nyata, maka
dilakukan uji lanjut HSD (Honestly Significant
Different) Tukey untuk mengetahui pengaruh tiap
taraf perlakuan.8
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat fisiko-kimia arang aktif tempurung biji jarak
pagar yang dihasilkan, yaitu rendemen, kadar air,
kadar zat mudah menguap, kadar abu, kadar karbon terikat, daya serap terhadap iodium, benzena,
dan metilen biru disajikan pada Tabel 1.
Rendemen Arang Aktif
Rendemen arang aktif dari tempurung biji
jarak pagar berkisar antara 86,86-96,09% (Tabel
1). Rendemen tertinggi dihasilkan oleh arang
tanpa aktivasi sedangkan rendemen terendah
dihasilkan oleh arang yang diaktivasi pada suhu
900ºC selama 90 menit. Berdasarkan analisis
varian diketahui bahwa interaksi perlakuan, suhu
aktivasi, dan lama aktivasi sangat berbeda nyata
terhadap rendemen arang aktif. Semakin tinggi
suhu dan lama aktivasi, rendemen arang aktif
tempurung biji jarak pagar cenderung menurun.
Peningkatan suhu dapat mempercepat laju reaksi
antara karbon dengan uap air sehingga karbon
terkonversi menjadi H2O dan CO2 dan semakin
sedikit karbon yang diperoleh.2
Kadar Air Arang Aktif
Nilai rata-rata kadar air arang aktif tempurung biji jarak pagar berkisar antara 5,21–11,04%.
Kadar air arang aktif terendah dihasilkan oleh
arang yang diaktivasi pada suhu 900ºC selama
90 menit, sedangkan kadar air tertinggi dihasilkan
oleh arang tanpa aktivasi. Nilai kadar air arang aktif dari semua sampel yang dihasilkan memenuhi
standar kualitas arang aktif berbentuk serbuk
menurut SNI 06-3730-1995, yaitu lebih rendah
dari 15%.7 Rendahnya kadar air ini disebabkan
oleh adanya reaksi antara HOH yang terdapat
pada arang aktif dengan CO yang menghasilkan
gas CO2 dan H2.9
Hasil analisis varian menunjukkan bahwa
interaksi antara kedua perlakuan suhu dan lama
aktivasi berbeda nyata terhadap kadar air arang
aktif tempurung biji jarak pagar. Nilai kadar air
arang aktif tempurung biji jarak pagar cenderung
mengalami penurunan seiring dengan kenaikan
suhu dan lama aktivasi. Besarnya kadar air
ini selain disebabkan oleh peningkatan sifat
higroskopis arang aktif terhadap uap air dari udara
pada waktu proses pendinginan, juga disebabkan
oleh pengikatan molekul air oleh 6 atom karbon
yang telah diaktivasi.10
Kadar Zat Mudah Menguap Pada Pemanasan 950º C
Tabel 1 menunjukkan bahwa nilai kadar
zat mudah menguap arang aktif tempurung
biji jarak pagar berkisar antara 11,06–27,38%.
Sebagian besar nilai kadar zat mudah menguap
yang dihasilkan memenuhi standar arang aktif
berbentuk serbuk menurut SNI 06-3730-1995,
yaitu maksimum sebesar 25%. Kadar zat mudah
menguap tertinggi dihasilkan oleh arang tanpa
aktivasi, sedangkan nilai terkecil dihasilkan oleh
arang yang diaktivasi pada suhu 900ºC selama
60 menit. Kadar zat mudah menguap yang tinggi
mengurangi kemampuan arang aktif dalam menyerap gas dan larutan.2 Sesuai hasil penelitian
Pari dkk11 bahwa tinggi rendahnya kadar zat
mudah menguap yang dihasilkan menunjukkan
bahwa permukaan arang aktif masih ditutupi oleh
senyawa nonkarbon sehingga mempengaruhi
kemampuan daya serapnya.
Hasil analisis varian menunjukkan bahwa
interaksi antara kedua perlakuan yaitu, suhu
aktivasi dan faktor lama aktivasi memberikan pengaruh terhadap kadar zat mudah menguap. Nilai
kadar zat mudah menguap arang aktif cenderung
mengalami penurunan seiring dengan kenaikan
suhu dan lama aktivasi. Menurut Kuriyama
dalam Sudradjat dkk2 bahwa peningkatan suhu
aktivasi cenderung menurunkan kadar zat mudah
menguap. Hal ini terjadi karena pada suhu tinggi
penguraian senyawa nonkarbon seperti CO2, CO,
CH4, dan H2 dapat berlangsung sempurna.
Kadar Abu Arang Aktif
Tabel 1 menunjukkan bahwa kadar abu
arang aktif tempurung biji jarak pagar berkisar
antara 15,87–21,14%. Semua nilai kadar abu yang
Karakteristik Arang Aktif... | Dewi Alimah dan J. P. Gentur Sutapa | 693
dihasilkan melebihi ambang batas kualitas arang
aktif berbentuk serbuk yaitu 10% sehingga belum
memenuhi standar yang ditetapkan SNI 06-37301995. Nilai kadar abu terendah dihasilkan arang
tanpa aktivasi, sedangkan nilai kadar abu tertinggi
dihasilkan arang yang diaktivasi pada suhu 900ºC
selama 90 menit.
Hasil analisis varian menunjukkan bahwa
suhu dan lama aktivasi berbeda nyata terhadap
kadar abu arang aktif, sedangkan interaksi antara
suhu dan lama aktivasi tidak berbeda nyata.
Nilai kadar abu arang aktif cenderung meningkat
seiring dengan kenaikan suhu dan lama aktivasi.
Peningkatan kadar abu ini menunjukkan adanya
proses oksidasi arang aktif lebih lanjut terutama
dari partikel halus. Menurut Smisek dan Cerny
dalam Pari dkk 11, tingginya kadar abu yang
dihasilkan dapat mengurangi daya adsorpsi arang
aktif, karena pori arang aktif terisi oleh mineralmineral logam seperti magnesium, kalsium, dan
kalium.
Kadar Karbon Terikat Arang Aktif
Tabel 1 menunjukkan bahwa nilai kadar
karbon terikat yang dihasilkan berkisar antara
56,76-68,78%. Sebagian besar nilai kadar karbon
terikat arang aktif yang dihasilkan memenuhi
standar arang aktif berbentuk serbuk menurut
SNI 06-3730-1995, yaitu minimum 65%. Nilai
kadar karbon terikat terendah dihasilkan tanpa
aktivasi, sedangkan nilai tertinggi dihasilkan pada
arang yang diaktivasi pada suhu 900ºC selama
60 menit.
Hasil analisis varian menunjukkan bahwa
lama aktivasi memberikan pengaruh sangat
berbeda nyata, sedangkan suhu aktivasi berbeda
nyata terhadap kadar karbon terikat arang aktif.
Semakin tinggi suhu aktivasi, maka kadar karbon
terikat yang dihasilkan cenderung meningkat.
Hal ini dikarenakan nilai kadar karbon terikat
diperoleh dari pengurangan nilai 100% dengan
kadar zat mudah menguap dan kadar abu sehingga
semakin besar nilai kadar zat mudah menguap dan
kadar abu, maka kadar karbon terikat semakin
rendah. Pari dkk12 menyebutkan bahwa tinggi
rendahnya kadar karbon terikat dipengaruhi pula
oleh kandungan selulosa dan lignin yang dapat
dikonversi menjadi atom karbon. Namun kadar
karbon terikat arang aktif yang dihasilkan makin
rendah seiring dengan semakin lamanya aktivasi.
694 | Widyariset, Vol. 15 No.3,
Desember 2012: 691–698
Rendahnya kadar karbon ini menandakan sedikitnya atom karbon yang tertata kembali membentuk
struktur heksagonal.11
Daya Serap Arang Aktif terhadap Uap
Benzena
Tabel 1 menunjukkan bahwa nilai rata-rata
daya serap arang aktif tempurung biji jarak pagar
terhadap uap benzena berkisar antara 2,26–7,35%.
Daya serap tertinggi dihasilkan oleh arang yang
diaktivasi pada suhu 900ºC selama 90 menit
sedangkan daya serap terendah dihasilkan oleh
arang yang diaktivasi pada suhu 800ºC selama
30 menit. Pada SNI 06-3730-1995 belum terdapat
nilai standar daya serap terhadap uap benzena
untuk arang aktif tipe serbuk. Nilai daya serap
terhadap benzena pada arang aktif tipe serbuk ini
termasuk sangat rendah bila dibandingkan dengan
nilai standar arang aktif tipe butiran. Rendahnya
daya serap arang aktif terhadap uap benzena
disebabkan oleh atom karbon yang terdapat pada
permukaan arang aktif banyak mengandung gugus
fungsi yang bersifat polar seperti fenol, aldehid,
dan karboksilat dari hasil karbonisasi yang tidak
sempurna sehingga gas atau uap yang diserap
menjadi lebih sedikit.3 Dengan kata lain, arang
aktif yang dihasilkan pada penelitian ini kurang
efektif bila digunakan untuk menyerap gas, karena
daya serapnya terhadap uap benzena lebih rendah
dari 25%.
Hasil analisis varian menunjukkan bahwa
suhu dan lama aktivasi sangat berbeda nyata
sedangkan interaksi antara kedua perlakuan tidak
berbeda nyata terhadap daya serap arang aktif
terhadap uap benzene. Semakin tinggi suhu dan
semakin lama aktivasi, maka daya serap arang
aktif terhadap uap benzena cenderung meningkat.
Peningkatan daya serap ini menggambarkan
struktur mikropori arang aktif yang terbentuk
terutama yang berukuran 6 Å makin banyak dan
lebih bersifat nonpolar sehingga dapat digunakan
untuk menyerap polutan yang juga bersifat
nonpolar seperti karbon tetraklorida.11 Rendahnya
nilai daya serap arang aktif terhadap uap benzena
dikarenakan pori-pori arang aktif tertutup oleh
senyawa nonkarbon yang tidak terdorong keluar
permukaan arang aktif pada saat aktivasi.13
Daya Serap Arang Aktif terhadap Iodium
arang yang diaktivasi pada suhu 800ºC selama
30 menit.
Tabel 1 menunjukkan bahwa nilai rata-rata
daya serap arang aktif tempurung biji jarak pagar
terhadap iodium berkisar antara 1.142,10–1
.586,25 mg/g. Semua nilai daya serap arang
aktif ini terhadap iodium memenuhi standar
kualitas arang aktif berbentuk serbuk menurut
SNI 06-3730-1995 yaitu minimal 750 mg/g,
sehingga efektif bila digunakan sebagai pemurni,
penjernih air, dan penyerap zat warna pada cairan.
Daya serap tertinggi dihasilkan oleh arang yang
diaktivasi pada suhu 900ºC selama 90 menit
sedangkan daya serap terendah dihasilkan oleh
arang tanpa aktivasi.
Hasil analisis varian menunjukkan bahwa
interaksi antara kedua perlakuan dan lama aktivasi
sangat berbeda nyata sedangkan suhu aktivasi
tidak berbeda nyata terhadap daya serap arang
aktif terhadap metilen biru. Daya serap arang aktif
terhadap metilen biru ini cenderung meningkat
seiring dengan bertambahnya suhu dan lama
aktivasi. Reaksi oksidasi dan reduksi yang terlalu
lama dapat mengoksidasi dinding pori arang aktif
lebih banyak sehingga menghasilkan diameter
pori yang lebih lebar. Daya serap arang aktif
terhadap metilen biru yang tinggi menunjukkan
bahwa ikatan antara atom C dan H sebagian sudah
terlepas sehingga terjadi proses pergeseran plat
karbon kristalit yang dapat membuka pori yang
baru.15
Hasil analisis varian menunjukkan bahwa
interaksi perlakuan suhu dan lama aktivasi
sangat berbeda nyata terhadap daya serap arang
aktif tempurung biji jarak pagar terhadap iodium.
Semakin besar suhu dan semakin lama aktivasi,
maka daya serap arang aktif terhadap iodium
cenderung semakin meningkat. Semakin tinggi
suhu, maka semakin banyak pelat-pelat karbon
bergeser mendorong senyawa hidrokarbon, tar,
dan senyawa organik lainnya untuk keluar pada
saat aktivasi.13 Peningkatan daya serap ini memperlihatkan bahwa atom karbon yang membentuk
kristalit heksagonal makin banyak sehingga celah
atau pori yang terbentuk di antara lapisan kristalit
juga makin besar. Menurut Hartoyo dalam Pari,14
reaksi yang semakin lama dapat mengkonversi
karbon dan membantu pembentukan mikropori
dalam arang secara simultan dan diikuti dengan
meningkatnya luas permukaan serta daya adsorpsi
arang aktif.
Daya Serap Arang Aktif terhadap
Metilen Biru
Tabel 1 menunjukkan bahwa nilai ratarata daya serap arang aktif tempurung biji
jarak pagar terhadap metilen biru berkisar antara
122,38–128,67 mg/g. Semua nilai daya serap
tersebut memenuhi standar kualitas arang aktif
berbentuk serbuk menurut SNI 06-3730-1995
karena daya serapnya lebih dari 120 mg/g. Daya
serap arang aktif tertinggi dihasilkan oleh arang
yang diaktivasi pada suhu 900ºC selama 30 menit
sedangkan daya serap arang aktif terendah oleh
Kondisi Optimum Pembuatan Arang
Aktif Tempurung Biji Jarak Pagar
Untuk membuat arang aktif dari tempurung
biji jarak pagar adalah dengan cara melakukan
aktivasi arang pada suhu 900ºC selama 60 menit.
Pada kondisi ini kualitas arang aktif memenuhi
standar kualitas arang aktif berbentuk serbuk
menurut SNI 06-3730-1995 terutama nilai daya
serap arang aktif terhadap iodium. Oleh karena
itu, produk arang aktif dapat digunakan untuk
meningkatkan kualitas air sumur, akan tetapi
perlu diperhatikan kandungan abunya yang relatif
tinggi.
Aplikasi Arang Aktif Untuk Peningkatan
Kualitas Air Sumur
Peningkatan kualitas air sumur dilakukan
dengan menggunakan salah satu arang aktif
terbaik, yaitu arang yang diaktivasi pada suhu
900ºC selama 60 menit. Hasil pengamatan secara
visual terlihat bahwa air sumur sebelum diberi
perlakuan dengan arang aktif cenderung berwarna
keruh yang dikarenakan adanya kandungan logam
besi (Fe) di dalam air tersebut. Hasil analisis
kualitas air sumur sebelum dan sesudah perlakuan
arang aktif tempurung biji jarak pagar disajikan
pada Tabel 2.
Karakteristik Arang Aktif... | Dewi Alimah dan J. P. Gentur Sutapa | 695
Tabel 2. Hasil Analisis Kualitas Air Sumur Sebelum dan Sesudah Perlakuan Arang Aktif Tempurung Biji Jarak
Pagar
Parameter
Ph
Warna (Pt-Co)
Kekeruhan (NTU)
Sebelum
Perlakuan
Arang Ak f
7,8
Sesudah
Perlakuan
Arang Ak f
8,1
Perubahan %
70
5
92,86b
3,85a
Permenkes No.
416/1990 Air
Bersih c, 17
6,5 - 9,0
Maks. 15,0
34
7
79,41b
Maks. 5,0
Kadar Fe (mg/l)
3,50
0,10
97,43b
Maks. 1,0
Kadar Mn (mg/l)
0,45
0,02
95,55b
Maks. 0,5
Kadar Zn (mg/l)
0,00
a
Keterangan : = mengalami peningkatan ,
0,00
b
Maks. 5,0
0,00
= mengalami penurunan ,
c
= nilai dibandingkan dengan hasil analisis sesudah
perlakuan arang aktif
Tabel 2 menunjukkan bahwa air sumur
semula berwarna 70 Pt-Co (Platina-Cobalt) dan
setelah dilakukan penambahan arang aktif, warna
air sumur tersebut berubah menjadi lebih jernih
daripada warna air sebelumnya, yaitu menjadi 5
Pt-Co. Nilai kekeruhan air sebelum dan sesudah
diberi perlakuan dengan arang aktif masingmasing sebesar 34 dan 7 NTU (Nephelometric
Turbidity Unit). Pada penelitian ini besarnya nilai
warna air sumur sesudah diberi perlakuan arang
aktif memenuhi standar air bersih, yaitu tidak
lebih dari 15 Pt-Co sedangkan nilai kekeruhan
air sumur tidak memenuhi persyaratan air bersih
sesuai aturan Menteri Kesehatan RI No. 416/
Menkes/Per/IX/1990, karena nilainya lebih dari 5
NTU. Hal ini selain disebabkan oleh bentuk pori
yang asimetris juga oleh pori-pori arang aktif yang
telah penuh terisi dengan kation-kation yang lain,
sehingga tidak dapat menyerap partikel-partikel
penyebab kekeruhan secara maksimal.3 Namun
adanya penambahan arang aktif ke dalam air baku
dapat memperbaiki derajat kekeruhan.
Tabel 2 menunjukkan bahwa air sumur
sebelum dan sesudah diberi perlakuan dengan
arang aktif memiliki nilai pH masing-masing
adalah 7,8 dan 8,1. Peningkatan nilai pH air
sebesar 3,85% disebabkan oleh adanya kation
dalam arang aktif yang terlarut ke dalam air.16
Penurunan tingkat kekeruhan sebesar 79,41%,
warna sebesar 92,86%, kadar besi (Fe) sebesar
97,43%, dan kadar mangan (Mn) sebesar 95,55%.
Pada penelitian ini besarnya derajat keasaman
(pH), kadar besi (Fe), dan mangan (Mn) yang
dimiliki air sumur setelah diberi perlakuan
dengan arang aktif sudah memenuhi persyaratan
696 | Widyariset, Vol. 15 No.3,
Desember 2012: 691–698
sebagai air bersih menurut Permenkes No. 416/
Menkes/Per/IX/1990. Berdasarkan analisis yang
telah dilakukan diketahui bahwa air sumur ini
tidak mengandung seng (Zn) sehingga tidak
membahayakan kesehatan bila air tesebut
dikonsumsi.17
KESIMPULAN
Karakteristik arang aktif tempurung biji jarak
pagar (Jatropha curcas Linn) telah memenuhi
standar kualitas arang aktif berbentuk serbuk
menurut SNI 06-3730-1995 terutama untuk
parameter kadar air arang aktif, kadar zat mudah
menguap, daya serap arang aktif terhadap iodium
dan metilen biru. Nilai parameter kadar karbon
terikat sebagian besar perlakuan memenuhi
standar kualitas sedangkan untuk kadar abu,
belum memenuhi standar kualitas. Kualitas arang
aktif terbaik dihasilkan pada arang yang diaktivasi
dengan suhu 900ºC selama 60 menit. Berdasarkan
kemampuan daya serap terhadap iodium, arang
aktif ini dapat digunakan untuk meningkatkan
kualitas air sumur sebagai sumber air minum
yang memenuhi standar air bersih sesuai anjuran
Menteri Kesehatan RI No. 416/Menkes/Per/
IX/1990.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis menyampaikan terima kasih kepada
Bapak Sugiarto dari Universitas Gadjah Mada,
Bapak Ali dari Universitas Negeri Yogyakarta, dan
Ibu Retno Susetyaningsih, ST. MP dari Sekolah
Tinggi Teknik Lingkungan “YLH” Yogyakarta
atas kerja sama dan bantuannya selama kegiatan
penelitian ini.
Pari, G., D. Thohir, Mahpudin, dan J. Ferry. 2006.
Arang Aktif Serbuk Gergajian Kayu Sebagai
Adsorben pada Pemurnian Minyak Goreng
Bekas. Jurnal Penelitian Hasil Hutan, 24(4):
309–322.
13
Pari, G. 1996b. Pembuatan Arang Aktif dari Serbuk
Gergaji Sengon (Paraserianthes falcataria)
dengan Cara Kimia. Buletin Penelitian Hasil
Hutan, 14(8): 308–320
14
Pari, G. 1991. Pembuatan Arang Aktif Kayu
Karet Untuk Bahan Pemurni Minyak Daun
Cengkeh. Jurnal Penelitian Hasil Hutan, 10(5):
141–149.
15
Pari, G., K. Sofyan, Syafii, dan Buchari. 2005.
Pengaruh Lama Aktivasi terhadap Struktur
Kimia dan Mutu Arang Aktif Serbuk Gergaji
Sengon. Jurnal penelitian Hasil Hutan, 23(3):
207–218.
16
Pari, G. 1992. Pembuatan Arang aktif dari Serbuk
Gergaji Sengon Untuk Penjernih Air. Jurnal
Penelitian Hasil Hutan. 8(6): 228–235.
17
Departemen Kesehatan. 1990. Daftar Persyaratan
Kualitas Air Minum. 1990. Jakarta: Depkes.
12
DAFTAR PUSTAKA
Sutapa, J.PG., W. Sujarwo, Y.A. Hulu, dan R.
Pambudi. 2007. Studi Pemanfaatan Limbah
Bagasse (Ampas Tebu) dan Limbah Kayu
Sengon Sebagai Bahan Arang Aktif Untuk
Peningkatan Kualitas Air Sumur. Laporan
Penelitian. Lembaga Penelitian Universitas
Gadjah Mada. Yogyakarta: Universitas Gadjah
Mada
2
Sudradjat, R., D. Tresnawati, dan D. Setiawan. 2005.
Pembuatan Arang Aktif dari Tempurung Biji
Jarak Pagar. Jurnal Penelitian Hasil Hutan,
23(2): 143–162.
3
Hendra, D. 2006. Pembuatan Arang Aktif dari
Tempurung Kalapa Sawit dan Serbuk Kayu
Gergajian Campuran. Jurnal Penelitian Hasil
Hutan, 24(2): 117–132.
4
Asano, N., J. Nishimura, K. Nishimiya, T. Hata, Y.
Imamura, S. Ishihara, and B. Tomita. 1999.
Formaldehide Reduction In Indoor Environments By Wood Charcoals. Wood Researchs
No.86. Kyoto: Kyoto University.
5
Hambali, E., A. Suryani, Dadang, Hariyadi, H.
Hanafie, M. Rivai, I. K. Reksowardojo, dan P.
Suryadarma. 2006. Jarak Pagar Tanaman Penghasil Biodiesel. Depok : Penebar Swadaya.
6
Pambudy, N.M. 2006. Bahan Bakar Alternatif, Tarik
Investor. (http://www.kompas.co.id/kompascetak/0704/08/persona/3440347.htm, diakses
12 Desember 2006).
1
Badan Standarisasi Nasional. 1995. Arang Aktif
Teknis. Jakarta : BSN.
7
Steel, R. G. D. dan J. H. Torrie. 1989. Prinsip dan
Prosedur Statistik Suatu Pendekatan Biometrik.
Jakarta : PT. Gramedia Pustaka Utama.
9
Pari, G., T. Nurhayati, dan Hartoyo. 2000. Kemungkinan Pemanfaatan Arang Aktif Kulit Kayu
Acacia mangium Willd Untuk Pemurnian
Minyak Kelapa Sawit. Bulletin Penelitian Hasil
Hutan, 18(1) : 40–53.
10
Pari, G., Buchari, dan A. Sulaeman. 1996. Pembuatan
dan Kualitas Arang aktif dari Kayu Sengon
(Paraserianthes falcataria) Sebagai Bahan
Adsorben. Buletin Penelitian Hasil Hutan,
14(7): 274–289.
11
Pari, G., D. Hendra, dan R. A. Pasaribu. 2006. Pengaruh Lama Waktu Aktivasi dan Konsentrasi
Asam Fosfat terhadap Mutu Arang Aktif Kulit
Kayu Acacia mangium. Jurnal penelitian Hasil
Hutan, 24(1): 33–46.
8
Karakteristik Arang Aktif... | Dewi Alimah dan J. P. Gentur Sutapa | 697
698 | Widyariset, Vol. 15 No.3,
Tabel 1. Sifat Fisiko-Kimia Arang Aktif dari Tempurung Biji Jarak Pagar
Suhu
Ak vasi
(ᵒC)
Lama Ak vasi
(menit)
Rendemen
(%)
Kontrol
0
96,09c
92,80b
30
Desember 2012: 691–698
800
60
90
30
900
SNI 06-3730-1995
60
90
88,67a
90,32a
87,70a
87,02a
86,86a
Kadar Air (%)
11,04b
Kadar Zat
Mudah
Menguap (%)
27,38c
Kadar Abu (%)
Kadar Karbon
Terikat
(%)
Daya Serap
terhadap Iodium
(mg/g)
Daya Serap
terhadap Benzena
(%)
Daya Serap
terhadap Me len
Biru
(mg/g)
15,87a
56,76a
1.142,10a
3,57a
124,26b
10,56b
24,54bc
16,28a
59,18a
1.211,90a
2,26a
122,38a
a
a
a
bc
d
a
8,09
12,60
19,14
68,26
1.484,73
3,39
126,45c
8,23ab
14,27ab
18,38a
67,35ab
1.338,80b
4,37a
126,48c
6,678a
15,04b
19,65ab
65,32a
1.402,25c
5,67a
128,67c
a
b
c
c
ab
a
6,59
11,06
20,16
68,78
1.472,04
6,22
5,21a
13,30a
21,14b
65,56a
1.586,25d
7,35b
Maks. 15
Maks. 25
Maks. 10
Min. 65
Min. 750
Keterangan : Nilai yang diikuti huruf berbeda berarti berbeda nyata menurut uji analisis varian
125,84b
123,61ab
Min. 120