PEMBUATAN KARBON AKTIF DARI JERAMI PADI MENGGUNAKAN ACTIVATING AGENT H3PO4
ADE IRMA MAELANI
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Pembuatan Karbon Aktif dari Jerami Padi Menggunakan Activating Agent H3PO4 adalah benar karya saya dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. 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, September 2015 Ade Irma Maelani NIM G74110059
ABSTRAK ADE IRMA MAELANI. Pembuatan Karbon Aktif dari Jerami Padi menggunakan Activating Agent H3PO4. Dibimbing oleh MUHAMMAD NUR INDRO dan GUSTAN PARI. Melimpahnya jerami padi di Indonesia dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku untuk pembuatan karbon aktif dan diaplikasikan pada penjernihan air limbah. Tujuan penelitian ini adalah membuat, menguji dan mengaplikasikan karbon aktif dari jerami padi. Pembuatan karbon aktif dilakukan dengan tiga tahap yaitu pengarangan, aktivasi fisika dengan variasi suhu 500, 600, 700 dan 800 °C, kemudian masing-masing sample tersebut di aktivasi secara kimia menggunakan H3PO4. Hasil pengujian karbon aktif menunjukan bahwa karbon aktif yang mempunyai sifat fisik terbaik adalah karbon aktif yang diaktivasi pada suhu 800 ºC. Hasil XRD menunjukan bahwa kenaikan suhu meningkatkan derajat kristalinitas. Hasil FTIR Arang aktif yang dihasilkan memiliki pola serapan dengan jenis ikatan OH, C-H, C-O, dan C=C. Pengujian karbon aktif pada penjernihan air menunjukkan hasil parameter perubahan fisik air yaitu warna air menjadi jernih, tidak berbau dan pH 8.08 - 8.84. Kata kunci: aktivasi fisika, aktivasi kimia, jerami padi, karbon aktif.
ABSTRACT ADE IRMA MAELANI. Manufacture of Activated Carbon by the Straw Rice using Activating Agent H3PO4. Supervised by MUHAMMAD NUR INDRO and GUSTAN PARI. The abundance of rice straw in Indonesia can be used as raw material for the manufacture of activated carbon and applied to the purification of waste water. The aimed of this study is to make, test and apply the activated carbon from rice straw. Manufacture of activated carbon is done with three steps, authoring, physical activation with temperature variations 500, 600, 700 dan 800 °C, each sample is in activated chemically by using H3PO4. The activated carbon analysis showed that activated carbon with 800 °C temperature of physical activation has the best physical parameter. XRD results showed that the increasing of temperature causes increasing the degree of crystallinity. FTIR results generated Activated carbon that have pattern absorption with a kind of bond OH, C-H, C-O, and C=C. The result showed testing of activated carbon in water purification that the physical parameters of the water changes the color of the water becomes clear, odorless and pH 8.08-8.84. Keywords: active carbon, chemical activation, physical activation, rice straw.
PEMBUATAN KARBON AKTIF DARI JERAMI PADI MENGGUNAKAN ACTIVATING AGENT
ADE IRMA MAELANI
Skripsi sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Sains pada Departemen Fisika
DEPARTEMEN FISIKA FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2015
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan terhadap Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan karunia-Nya sehingga begitu banyak nikmat yang tak terhingga jumlahnya. Hanya dengan izin dan kemudahan yang diberikan-Nya, penulis dapat menyelesaikan skripsi yang berjudul “Pembuatan Karbon Aktif dari Jerami Padi menggunakan Activating Agent H3PO4“. Pemanfaatan jerami padi ini dijadikan sebuah arang/karbon aktif yang dikarakteristik secara uji fisik dan aplikasinya terhadap penjernihan air limbah. Dalam penulisan skripsi ini tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, oleh karena itu penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada: 1. Bapak Uci Sanusi dan Ibu Entin Hartini yang telah memberikan nasehat, motivasi, kasih sayang, semangat, dan doa yang tidak pernah habis. 2. Adik-adik tersayang Bobby Septian, Helma Shabilla, M. Daffa Refardan dan Yolanda Zhiearani yang telah memberi semangat, kasih sayang, canda tawa dan cerita kepada penulis. 3. Bapak Drs M Nur Indro M.Sc dan Bapak Prof (R) Dr Gustan Pari, M.Si selaku dosen pembimbing, atas bimbingan, saran, ketulusan, dan motivasi tanpa henti yang menjadi pelajaran sangat berharga bagi penulis. 4. Ibu Dr. Mersi Kurniati, M.Si dan Bapak Abd. Djamil Husin. M.Si selaku dosen penguji yang telah meluangkan waktunya untuk menguji dan nasehatnya kepada penulis. 5. Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan Gunung Batu Bogor yang telah memberikan fasilitas penelitian, bimbingan dan arahan kepada penulis. 6. Seluruh Dosen pengajar dan staf Departemen Fisika IPB. 7. Sahabat terbaik dan teristimewa Erni Aprilina dan Nurhasanah. 8. Teman-teman seperjuangan FISIKA 48, Citra, Dhani, Fani, Dinda, Daus, Okta, Abu Sonip, Cici, Iim, dan semua keluarga PhysicOpat8 yang telah memberikan kenangan yang berharga. 9. Kakak-kakak Fisika 46 dan 47, Adik-adik Fisika 49 dan 50, beserta teman-teman PKM-M (Gendis, Leni, Vita). 10. Teman-teman Alumni MTs Nurul Ummah Unggulan Angk. III, serta temanteman Alumni IPA 1 SMAN 1 Ciampea Angk. 12. 11. Semua pihak yang telah membantu tidak bisa disebutkan satu per satu terima kasih atas dukungannya. Penulis menyadari dalam tulisan ini masih terdapat kekurangan, oleh karena itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun untuk hasil yang lebih baik. Semoga proposal penelitian ini dapat memberikan sumbangan yang Allah berikan manfaatnya kepada semuanya. Bogor, September 2015 Ade Irma Maelani
DAFTAR ISI DAFTAR TABEL
vi
DAFTAR GAMBAR
vi
DAFTAR LAMPIRAN
vi
PENDAHULUAN
1
Latar Belakang
1
Perumusan Masalah
1
Tujuan Penelitian
1
Manfaat Penelitian
2
Ruang Lingkup Penelitian
2
TINJAUAN PUSTAKA
2
Jerami Padi
2
Karbon Aktif
3
Proses Aktivasi
3
METODE
4
Waktu dan Tempat
4
Bahan
4
Alat
4
Prosedur Analisis Data
4
Pengarangan Bahan Baku
4
Proses Pembuatan Karbon Aktif
5
Prosedur Pengujian
6
HASIL DAN PEMBAHASAN
8
Pengarangan dan Aktivasi
7
Pengujian
9
Aplikasi Arang Aktif untuk Penjernihan Air SIMPULAN DAN SARAN
13 14
Simpulan
14
Saran
15
DAFTAR PUSTAKA
15
LAMPIRAN
17
RIWAYAT HIDUP
23
DAFTAR TABEL 1 2 3 4
Komposisi kimia biomassa jerami padi Nilai dari komponen penyusun utama jerami padi Hasil pengjuian fisik karbon aktif jerami padi Derajat kristalinitas jerami padi, arang jerami padi, dan arang aktif jerami padi 5 Hasil pengujian air limbah dengan pH diatas 7 menggunakan karbon aktif 6 Hasil pengujian air limbah dengan pH dibawah 7 menggunakan karbon aktif
2 2 9 12 13 13
DAFTAR GAMBAR 1 2 3 4
Diagram skema kiln drum Arang jerami padi sebelum dan setelah aktivasi Grafik parameter fisik karbon aktif Pola XRD jerami padi, arang jerami padi dan arang yang telah diaktivasi 5 Spektrum FTIR jerami padi dan karbon aktif jerami padi
5 8 9 12 13
DAFTAR LAMPIRAN 1 2 3 4 5
Diagram alir penelitian Standar Kualitas Arang Arang Aktif Menurut SNI 06-3730-95 Contoh perhitungan untuk menentukan kadar iodin
17 18 19
Pola JCPDS XRD dan Bilangan gelombang FTIR Dokumentasi penelitian
20 22
PENDAHULUAN Latar Belakang Total luas panen tanaman padi di Indonesia pada tahun 2012 adalah 13.4 juta hektar dan sekitar 47% berada di Jawa dan Bali. Sementara di luar Jawa, areal tanaman padi terkonsentrasi di pulau Sumatera, Sulawesi dan Kalimantan. Produksi gabah padi mencapai 69 juta ton dengan produktivitas sekitar 5 ton/ha.1 Limbah pertanian yang tidak termanfaatkan dapat mencemari lingkungan dan mengganggu estetika. Sebagian limbah pertanian dapat diubah menjadi arang dan arang aktif yang kemudian dapat dimanfaatkan sebagai pengendali cemaran bahan agrokimia (pestisida dan pupuk) dan logam berat di lahan pertanian melalui ameliorasi.2 Arang merupakan suatu produk yang dihasilkan dari proses karbonisasi dari bahan yang mengandung karbon terutama biomass kayu. Produk ini utamanya banyak digunakan sebagai sumber energi. Proses pembuatan arang sesungguhnya dapat menghasilkan berbagai arang yang mempunyai kegunaan berbeda misalnya arang biasa hasil dari pembakaran hanya dapat dimanfaatkan sebagai sumber energi untuk menghasilkan panas. Sedangkan arang aktif dapat bebermanfaat untuk kesehatan, pertanian, kecantikan dan elektronik.3 Arang aktif adalah suatu bahan hasil proses pirolisis arang pada suhu 600900°C. Selama ini bahan arang aktif yang digunakan berasal dari limbah kayu dan bambu. Bahan lainnya yang dapat digunakan adalah dari limbah pertanian antara lain sekam padi, jerami padi, tongkol jagung, batang jagung, serabut kelapa, tempurung kelapa, tandan kosong dan cangkang kelapa sawit, dan sebagainya.2 Penelitian ini terfokus pada pembuatan dan uji kualitas pada arang aktif yang terbuat dari jerami padi. Arang aktif sendiri berfungsi sebagai absorben dalam aplikasi penjernihan air. Karena pori-pori arang aktif yang besar, menyebabkan arang aktif dapat menyerap zat-zat pengotor pada air limbah. Pada penelitian ini, selain akan dilakukan uji kualitas dilakukan juga uji aplikasi karbon aktif pada penjernihan air sungai. Perumusan Masalah 1. Bagaimana membuat karbon aktif dari jerami padi? 2. Bagaimana pengujian karbon aktif jerami padi yang dibuat dengan variasi suhu? Tujuan Penelitian 1. Memanfaatkan jerami padi untuk bahan baku karbon aktif menggunakan metode aktivasi fisika dengan penambahan senyawa kimia . 2. Menguji karakteristik parameter fisik karbon aktif dari jerami padi dan mengaplikasikannya terhadap penjernihan air sungai.
2 Manfaat Penelitian Penelitian ini diharapkan dapat menghasilkan arang aktif yang dapat dimanfaatkan sebagai solusi pencemaran lingkungan khususnya pada air limbah dan daya serap terhadap gas. Ruang Lingkup Penelitian Penelitian ini meliputi pembuatan karbon aktif mulai dari pembakaran jerami padi, pengaktifan secara fisika dan kimia serta pengujian karbon aktif yang mencakup kadar air, kadar abu, kadar iodin, dan aplikasi pada penjernihan air sungai.
TINJAUAN PUSTAKA Jerami Padi Padi termasuk dalam suku padi-padian atau poaceae ( graminae atau glumiflorae). Berakar serabut, batang sangat pendek, struktur serupa batang terbentuk dari rangkaian pelepah daun yang saling menopang daun sempurna dengan pelepah tegak, daun berbentuk lanset, warna hijau muda hingga hijau tua. Jerami padi merupakan bagian dari batang padi tanpa akar yang tertinggal setelah diambil butir buahnya. Peningkatan produksi padi juga diiringi peningkatan limbah jerami padi. Komposisi kimia Biomassa Jerami padi ditujukkan pada Tabel 1. Komponen penyusun utama jerami padi terdiri dari carbon (C), Oksigen (O), hidrogen (H), dan Nitrogen (N), serta sulphur (S). Hampir semua komponen penyusun utama jerami padi menunjukkan bahwa komponen dominanya adalah unsur carbon (C) dan oksigen (O). Nilai dari komponen penyusun utama jerami padi ditunjukkan pada Tabel 2.1 Tabel 1. Komposisi kimia Biomassa Jerami padi.1 Kandungan Kadar (%) Selulosa 61.54 Lignin 14.21 Pentosan Abu Air SiO2
15.04 4.15 4.10 0.96
Tabel 2. Nilai dari komponen penyusun utama jerami padi1 Kandungan Kadar Maksimum (%) Karbon 48.16 Hidrogen 5.62 Nitrogen Sulfur Oksigen
1.37 0.19 37.38
3 Karbon Aktif Arang atau karbon adalah suatu bahan padat berpori yang merupakan hasil pembakaran bahan yang mengandung unsur karbon, sedangkan arang aktif adalah arang yang diaktifkan dengan cara perendaman dalam bahan kimia atau dengan cara mengalirkan uap panas ke dalam bahan, sehingga pori bahan menjadi lebih terbuka dengan luas permukaan berkisar antara 300 sampai 2000 m2/g. Permukaan arang aktif yang semakin luas berdampak pada semakin tingginya daya serap terhadap bahan gas atau cairan.4 Daya serap arang aktif sangat besar, yaitu 251000% terhadap berat arang aktif. Karena hal tersebut maka arang aktif banyak digunakan oleh kalangan industri.5 Karbon aktif merupakan padatan berpori yang mengandung 85% - 95% karbon. Bahan-bahan yang mengandung unsur karbon dapat menghasilkan karbon aktif dengan cara memanaskannya pada suhu tinggi. Pori-pori tersebut dapat dimanfaatkan sebagai agen penyerap (adsorben). Karbon aktif dengan luas permukaan yang besar dapat digunakan untuk berbagai aplikasi yaitu sebagai penghilang warna, penghilang rasa, penghilang bau dan agen pemurni dalam industri makanan. Selain itu juga banyak digunakan dalam proses pemurnian air baik dalam proses produksi air minum maupun dalam penanganan limbah.6 Karbon aktif juga merupakan senyawa karbon yang telah ditingkatkan daya adsorpsinya dengan proses aktivasi. Pada proses aktivasi ini terjadi penghilangan hidrogen, gas-gas dan air dari permukaan karbon sehingga terjadi perubahan fisik pada permukaannya. Pada proses aktivasi juga terbentuk pori-pori baru karena adanya pengikisan atom karbon melalui oksidasi ataupun pemanasan.7 Proses Aktivasi Proses pengarangan meliputi 4 tahap, yaitu: 8 1. Suhu 100–120 °C terjadi penguapan air dan sampai suhu 270°C mulai terjadi penguapan selulosa. Destilat yang dihasilkan mengandung asam organik dan sedikit metanol. 2. Pada suhu 270-310 °C reaksi eksotermik berlangsung, terjadi penguraian selulosa secara intensif menjadi larutan pirolignat, gas, kayu, dan sedikit ter. Asam pirolignat merupakan asam organik dengan titik didih rendah seperti asam cuka dan metanol, sedangkan gas kayu terdiri atas CO dan CO2. 3. Pada suhu 310–510°C terjadi penguraian lignin, dihasilkan lebih banyak ter, sedangkan larutan pirolignat menurun, dan produksi gas CO2 menurun, sedangkan gas CO, CH4, dan H2 meningkat. 4. Pada suhu 500 – 1000 °C merupakan tahap pemurnian arang atau peningkatan kadar karbon. Pirolisis ialah salah satu proses pengarangan yang mendekomposisi material organik tanpa mengandung oksigen. Apabila ada oksigen pada saat proses pirolisis maka akan ada reaksi dengan material lain yang pada akhirnya akan menghasilkan abu. Pada proses pirolisis terhadap kayu, lignin terdegradasi sebagai akibat kenaikan suhu sehingga dihasilkan senyawa-senyawa karakteristik sesuai dengan jenis kayu. Proses pirolisis berlangsung dalam dua tahapan yaitu pirolisis primer dan pirolisis sekunder. Pirolisis primer terdiri dari proses cepat yang terjadi pada suhu 50 – 300 °C, dan proses lambat pada suhu 300 – 400 °C. Proses pirolisis primer cepat menghasilkan arang, berbagai gas, dan H2O. Sedangkan proses lambat menghasilkan
4 arang, H2O, CO, dan CO2. Pirolisis sekunder merupakan proses pirolisis yang berlangsung pada suhu lebih dari 600°C dan terjadi pada gas – gas hasil, serta menghasilkan CO, H2, dan hidrokarbon.8 Proses aktivasi pada arang secara umum ada tiga, antara lain proses fisika, kimia dan kombinasi fisika-kima. Proses pengaktifan secara fisika dilakukan dengan pembakaran arang dengan suhu 500-1000°C. Proses pengaktifan secara kimia dilakukan dengan menambahkan senyawa kimia tertentu pada arang. Senyawa kimia yang dapat digunakan sebagai bahan pengaktif antara lain KCl, NaCl, , , , , dan garam mineral lainnya. Pada penelitian ini aktivasi dilakukan dengan penggunaan aktivasi fisika dengan beberapa variasi suhu selanjutnya akan ditambahkan senyawa kimia . Aktivasi kimia merupakan tahap lanjutan dari proses aktivasi karbon. Aktivasi kimia merupakan aktivasi dengan pemakaian bahan kimia yang dinamakan aktivator. Dalam pengaktifan karbon, fungsi aktivator adalah untuk mengaktivasi karbon sehingga pori-pori permukaan karbon menjadi luas. Hal ini memudahkan dalam proses penyerapan.
METODE Waktu dan Tempat Penelitian dilaksanakan di Laboraturium Terpadu Badan Penelitian dan Pengembangan Kehutanan Gunung Batu, Bogor serta Laboratorium Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Institut Pertanian Bogor mulai bulan Desember 2014 sampai Mei 2015. Bahan Jerami padi, H3PO4 0.1 N, Aquadest, larutan iodin 0,1 N, larutan Na2S2O3 0.1 N, asam asetat 0.5 N, NaOH 0.2 N, dan air limbah dengan pH dibawah dan diatas 7. Iodium, kloroform, benzen, natrium triosulfat, natrium karbonat, larutan kanji 1% dan kalium iodia. Alat Timbangan, kiln drum, thermometer, stopwacth, tungku pembakaran, wadah plastik, tabung aktivator, oven, cawan porselin, gelas kimia, desikator, furnace, pH meter, tabung reaktor, pemanas uap, neraca analitik, cawan petri, buret, pipet mohr, pipet tetes, XRD, FTIR dan alat alat lainnya. Prosedur Penelitian A. Pengarangan bahan baku 1. Pengeringan Bahan baku Bahan baku jerami padi sebanyak 4 kg terlebih dahulu dikeringkan secara alami dibawah sinar matahari sampai kering udara sehingga mencapai kadar air sekitar 10%-20% dengan tujuan agar bahan baku yang digunakan mudah terbakar dan sedikit mengandung asap.
5 2. Pembakaran/Pengarangan
Gambar 1. Diagram skema kiln drum.9 Pembakaran jerami padi padi sebanyak 3.5 kg pada penelitian ini menggunakan tungku pembakaran (kiln drum). Tungku pembakran ini terbuat dari drum yang terdiri dari 3 bagian, yaitu penutup,badan drum dan lubang udara pada badan drum atau bagian bawah drum. Bagian tengah penutup dilubangi sebagai tempat meletakannya cerobong asap. Pada bagian badan drum dibuat lubang udara sebanyak tiga baris yang dibuat melingkar pada bagian drum. Skema kiln drum ditunjukkan pada Gambar 1.9 B. Proses Pembuatan Karbon Aktif 1. Aktivasi Fisika Arang jerami padi sebanyak 120 gram dimasukkan ke dalam tabung aktivator dan ditutup rapat sampai tidak terdapat kebocoran. Kemudian aktivasi arang dengan suhu yang telah ditentukan masing-masing selama 3 jam. Selanjutnya dilakukan pengamatan terhadap kerja dari furnace dengan mengamati suhu pada furnace. Setelah arang diaktivasi, tahapan selanjutnya adalah pendinginkan yang dilakukan selama ± 12 jam. Pada penelitian ini dibuat 4 sampel dengan perlakuan sebagai berikut: Sampel A = aktivasi fisika arang pada suhu 500°C Sampel B = aktivasi fisika arang pada suhu 600°C Sampel C = aktivasi fisika arang pada suhu 700°C Sampel D = aktivasi fisika arang pada suhu 800°C 2. Aktivasi Fisika-Kimia Sebanyak 100 gram sampel A, B, C dan D dimasukan ke dalam 250 mL larutan H3PO4 0.1 N, diaduk serta ditutup selama 24 jam, lalu disaring dan dicuci arang dengan aquadest. Setelah itu dikeringkan dengan pemanasan dalam oven pada suhu 100°C sampai kadar air mencapai kurang dari 10%. Kemudian didinginkan sampai suhu kamar dan disimpan dalam wadah tertutup
6 C. Prosedur Pengujian 1. Rendemen Pengujian rendemen arang aktif bertujuan untuk mengetahui jumlah arang aktif yang dihasilkan setelah karbonisasi. rendemen hasil pengarangan dipengaruhi oleh beberapa faktor diantaranya banyaknya bahan arang yang di arangkan dan lama waktu pengarangan. Selain itu nilai rendemen juga dipengaruhi oleh suhu yaitu semakin tinggi suhu yang digunakan, maka maka semakin kecil rendemen yang dihasilkan. Kadar rendemen arang aktif yang dihasilkan dilakukan dengan menghitung perbandingan berat bahan baku sebelum diaktifkan dengan berat bahan baku setelah diaktivasi fisika. Bahan baku sebelum diaktivasi di timbang massa awalnya, kemudian diaktivasi dengan perlakuan mengalirkan uap air. Setelah diaktivasi didiamkan selama 24 jam dan di timbang bobot setelah di aktivasi. Perhitungan rendemen menggunakan Persamaan (1). (1) 2. Kadar Abu Penetapan kadar abu bertujuan untuk mengetahui kandungan oksida logam dalam arang aktif. Abu merupakan komponen anorganik yang terdiri atas kalsium, magnesium, besi, mangan, karbonat, silikat, oksalat, dan fosfat, serta logamlogam lain dalam jumlah kecil.10 Sejumlah arang aktif yang telah diaktivasi dimasukan kedalam cawan dan ditutup. Cawan dimasukan kedalam furnace dengan suhu 750°C dalam waktu 6 jam kemudian ditimbang dan dimasukkan ke dalam oven selama 1 jam dan ditimbang kembali. Menghitung selisih dari berat sampel sebelum masuk oven dan setelah masuk oven didapat kadar abu. Perhitungan kadar abu menggunakan Persamaan (2). (2) Keterangan :
m1= Massa arang aktif sebelum difurnace (gram) m2 = Massa arang aktif setelah difurnace (gram)
3. Kadar Air Penetapan kadar air bertujuan untuk mengetahui sifat higroskopis arang aktif. Sebanyak satu gram karbon aktif ditimbang dan dianggap sebagai massa mula- mula, kemudian dipanaskan dalam oven pada suhu 110°C selama 3 jam. Selanjutnya karbon aktif tersebut dimasukkan dalam desikator hingga kering dan diperoleh massa yang konstan.7 Banyaknya air yang terkandung dalam karbon disebut kadar air (Kr). Perhitungan kadar air menggunakan Persamaan (3). (3) Keterangan :
= Massa contoh sebelum dikeringkan (gram) = Massa contoh setelah di keringkan (gram)
7 4. Daya Serap Iodin Sebanyak satu gram karbon aktif ditimbang dan dikeringkan pada suhu 110 °C selama 3 jam. Kemudian didinginan dalam desikator. Selanjutnya ditambahkan 50 ml larutan iodin 0,1 N dan diaduk dengan magnetic stirrer selama 15 menit. Campuran disaring dan diambil sebanyak 10 mL filtrat. Kemudian filtrat dititrasi dengan larutan 0,1 N sampai warna kuning berkurang. Selanjutnya ditambahkan beberapa tetes amilum 1 % dan dititrasi kembali sampai larutan tidak berwarna.11 Perhitungan daya serap iodin dilakukan menggunakan Persamaan (4). (
)
(4) Keterangan :
V1 = Volume iodin (ml) V2 = Volume titrasi (ml) C1 = Konsentrasi iodin (N) C2 = Konsentrasi Na2S2O3 (N)
5. Daya Serap Benzena dan Kloroform Arang aktif sebanyak 2 gram dimasukkan kedalam kaca arloji dan selanjutnya ditempatkan dalam desikator yang telah dijenuhkan dengan uap benzena dan kloroform selama 24 jam. Perhitungan daya serap benzena dan kloroform menggunakan Persamaan (5). (5) 6. Analisis Struktur Kristal dan Gugus Fungsi Analisis XRD bertujuan untuk mengetahui struktur kristalit suatu bahan yaitu derajat kristalinitas (X) yang dilakukan dengan cara menginterpretasikan pola difraksi dari hamburan sinar X pada sampel. Perhitungan derajat kristalinitas menggunakan Persamaan (6). Sedangkan untuk analisis gugus fungsi menggunakan Spektrofotometri Infra Merah (FTIR). Analisis tersebut bertujuan untuk mengetahui adanya perubahan gugus fungsi akibat perubahan suhu karbonisasi. (6) 7. Pengujian Karbon Aktif pada Penjernihan Air Hasil karbon aktif dari beberapa suhu aktivasi ini diaplikasikan pada penjernihan air. Metode yang digunakan dalam penjernihan air ini adalah metode pengendapan. Pada proses pengendapan, air keruh sebanyak 100 mL dimasukkan ke dalam wadah (gelas), kemudian ditambahkan karbon aktif sebanyak 10 gram ke dalam air secara bertahap dan didiamkan selama ± 1 minggu. Adapun parameter yang diukur dalam penjernihan ini adalah kualitas fisik air yaitu perubahan warna, bau dan pH air.
8
HASIL DAN PEMBAHASAN Pengarangan dan Aktivasi Bahan baku jerami padi sebanyak 4 kg terlebih dahulu dikeringkan secara alami dibawah sinar matahari sampai kering udara. Dengan penyusutan massa mencapai 10-20% dengan tujuan mengurangi kadar air sehingga memudahkan pada proses pembakaran/pengarangan pada jerami padi. Berat jerami padi setelah dikeringkan dibawah sinar matahari menjadi sekitar 3.5 kg. Kemudian dikemas dan siap dilakukan pembakaran. Pada proses pembakaran jerami menggunakan kiln drum, saat api telah menyebar sempurna semua lubang yang ada pada kiln drum ditutup, hal ini untuk menghindari terjadinya pembakaran secara berlanjutan sehingga arang yang sudah terbentuk tidak terus terbakar menjadi abu. Proses pengarangan dari jerami padi sebanyak 2 kg menjadi arang pada tungku pembakaran hasil modifikasi (kiln drum) didapatkan hasil 400 gram arang. Hal tersebut menunjukan adanya proses pirolisis lignin yang menghasilkan lebih banyak arang dibandingkan selulosa. Waktu yang dibutuhkan untuk membakar 1 kg limbah jerami padi sendiri sekitar 1-2 jam. Sedangkan untuk pendinginan arang tidak ada batas waktu, jika arang sudah dingin dapat langsung dikeluarkan dari kiln drum dan dapat langsung di.kemas. karbon yang dihasilkan diperlihatkan pada Gambar 2(a). Dari Gambar 2(a) terlihat bahwa warna arang terlihat hitam keabu-abuan hal ini disebabkan karena pembakaran yang belum sempurna. Dari hasil penelitian pada proses aktivasi secara fisika terlihat jelas perbedaan antara karbon jerami padi sebelum dan sesudah aktivasi. Pada Gambar (2b) hasil arang setelah diaktivasi berwarna hitam pekat. Hal ini disebabkan oleh pembakaran yang sempurna pada proses pengarangan. Setelah proses ini selesai selanjutnya arang aktif tersebut di aktivasi secara kimia menggunakan H3PO4. Tidak ada perubahan fisik yang signifikan pada arang aktif setelah aktivasi kimia.
(a) (b) (c) Gambar 2. (a) Arang jerami padi sebelum aktivasi fisika (b) Arang jerami padi setelah aktivasi fisika (c) Arang jerami setelah aktivasi fisika dan kimia
9 Pengujian Arang aktif yang telah di aktivasi fisika dan kimia selanjutnya akan di uji parameter fisiknya yang meliputi rendemen, kadar air, kadar abu, kadar iodin, daya serap benzena dan kloroform. Hasil pengujian parameter fisik karbon aktif terdapat dalam Tabel 3. Kemudian dari Tabel 3 dapat dibuat grafik parameter fisiknya yang terlihat pada Gambar 3. Tabel 3. Hasil Pengujian fisik karbon aktif jerami padi Sampel Parameter Uji
Standar SNI
Rendemen (%)
A 74.00
B 76.00
C 73.33
D 65.00
Kadar Air(%)
3.38
2.80
4.00
3.50
Maks.15
Kadar Abu(%)
2.84
3.36
2.09
4.15
Maks. 10
Daya Serap Iodin(mg/g)
126.93
190.39
114.24
165.01
Min. 750
Daya Serap Benzena(%)
3.00
3.00
3.19
3.28
Min. 25
Daya Serap Kloroform(%)
4.00
5.36
5.12
6.50
Min. 60
200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0
-
Sample A Sample B Sample C Sample D Rendemen(%)
Daya Serap Iodin(mg/g)
(a)
7 6 5 4 3 2 1 0
Sample A Sample B Sample C Sample D Kadar Abu(%)
Kadar Air(%)
Daya Serap Benzena(%)
Daya Serap Kloroform(%)
(b) Gambar 3. Grafik parameter fisik karbon aktif jerami padi (a) Rendemen dan Daya Serap Iodin (b) Kadar Abu, Kadar Air, Daya Serap Benzena dan Kloroform
10 1. Rendemen Hasil penelitian memperlihatkan bahwa rendemen terendah adalah sample D sedangkan rendemen tertinggi adalah sampel B. Adapun hal-hal yang menyebabkan nilai rendemen tidak sesuai dengan ketentuan yang berlaku dipengaruhi oleh kadar abu dan silika yang dihasilkan serta reaksi antara arang dengan uap air membentuk CO, CO2, dan H2. 2. Kadar Air Kadar air terendah adalah sampel B dan kadar air tertinggi adalah sampel C. Kadar air yang tertera pada tabel 4 mempunyai data yang beragam, hal ini tidak sesuai dengan literatur bahwa arang aktif yang dihasilkan pada suhu tinggi mempunyai pori-pori lebih banyak dibandingkan dengan suhu rendah.12 Kadar air yang beragam tersebut disebabkan arang aktif yang bersifat higroskopis, sehingga dengan mudah terjadi dengan penyerapan air dari udara pada waktu proses pendinginanp, proses pengovenan saat aktivasi kimia serta penyimpanan yang kurang baik. Kadar air yang diperbolehkan dalam persyaratan berdasarkan SNI 06-373095 maksimal sebesar 15%. Dalam hal ini kadar air arang aktif dari jerami padi yang dikehendaki harus bernilai sesuai standar karena kadar air yang tinggi akan mempengaruhi daya serap baik terhadap gas maupun terhadap cairan. Kadar air yang rendah diharapkan mempunyai daya serap yang baik karena pori-porinya tidak tertutup oleh air sehingga mempunyai serapan yang besar. 3. Kadar Abu Hasil penelitian memperlihatkan bahwa kadar abu terendah adalah sampel C dan kadar abu tertinggi adalah sampel D. Hal ini dapat menunjukan bahwa jumlah arang aktif yang tersisa semakin sedikit sedangkan kandungan bahan anorganik dalam arang tetap atau makin bertambah akibat terbentuknya oksida logam hasil interaksi asam fosfat dengan tungku aktivasi. Kadar abu merupakan penghambat untuk memperoleh mutu arang aktif yang baik. Oleh karena itu dilakukan perendaman dengan asam kuat untuk mengikat kembali sisa-sisa bahan kimia yang menempel pada permukaan arang aktif. Berdasarkan SNI 06-3730-95 kadar abu yang diperbolehkan maksimum 10%. Hal ini berarti kadar abu pada arang aktif jerami padi memenuhi syarat karena banyaknya kandungan mineral yang terdapat dalam abu seperti kalium, natrium, magnesium, dan kalsium yang mengalami proses oksidasi pada saat proses karbonisasi dan aktivasi. 4. Kadar Iodin Kadar iodin atau daya serap iodin merupakan parameter penting untuk menentukan kualitas arang aktif, berkaitan dengan kegunaannya dalam proses pemurnian, pembersih dan pemucat serta kegunaan yang lain. Penetapan daya serap iod untuk mengetahui kemampuan arang aktif dalam menyerap larutan bewarna. Berdasarkan SNI 06-3730-95 besarnya daya serap arang aktif iod minimal 750 mg/g, dengan demikian semua arang aktif yang diaktivasi tidak memenuhi syarat karena daya serapnya dibawah 750 mg/g. Rendahnya daya serap ini disebabkan dinding pori karbon mulai rusak sehingga luas permukaan pori berkurang dan diikut dengan kurangnya daya serap terhadap iod. Selain itu
11 rendahnya daya serap iod ini menggambarkan terbentuknya struktur mikropori yang sedikit dan tidak dalam.3 Peningkatan daya serap iod juga dipengaruhi oleh waktu aktivasi dan peningkatan suhu aktivasi. Semakin lama waktu aktivasi, maka akan semakin besar pula daya serap iodiumnya, sedangkan peningkatan suhu aktivasi mampu meningkatkan pelat-pelat karbon yang bergeser yang akan mendorong senyawa hidrokarbon dan senyawa organik lainnya untuk keluar pada saat aktivasi. Penggunaan bahan kimia HCL 1% sebagai pengaktif juga dapat meningkatkan daya serap iod. 5. Daya Serap Benzena dan Kloroform Penetapan daya serap benzena dan kloroform arang aktif bertujuan untuk mengetahui kemampuan arang aktif untuk menyerap gas. Dari hasil penelitian pada Tabel 3 menunjukan bahwa kualitas daya serap arang aktif terhadap benzena dari limbah jerami padi meningkat seiring bertambahnya suhu karbonisasi akan tetapi belum memenuhi standar SNI 06-3730-05 karena nilainya tidak lebih dari 25%. Rendahnya daya serap ini diduga disebabkan oleh masih adanya senyawa yang bersifat polar seperti fenol, aldehid, dan karboksilat dari hasil karbonisasi yang tidak sempurna pada permukaan arang aktif. Selain itu rendahnya daya serap ini juga disebabkan masih terdapatnya senyawa hidrokarbon dan senyawa yang mudah menguap menempel pada permukaan arang aktif, sehingga menutupi arang aktif yang terbentuk. Dari hasil penelitian pada Tabel 3 menunjukan bahwa kualitas daya serap kloroform arang aktif hasil penelitian ini meningkat seiring bertambahnya suhu aktivasi akan tetapi belum memenuhi standar SNI 06-3730-95 yaitu lebih dari 45%. Rendahnya daya serap ini diduga disebabkan oleh masih adanya senyawa non karbon yang menutupi arang aktif dan tidak keluar saat aktivasi, sehingga luas permukaan arang aktif relatif kecil dan gas yang diserap lebih sedikit. 6. Analisis Struktur Kristal dan Gugus Fungsi Analisis menggunakan difraksi sinar X bertujuan untuk memberikan informasi tentang perubahan struktur mikro yang terjadi pada jerami padi selama proses karbonisasi . Pola difraksi pada Gambar 3 menunjukkan adanya perubahan struktur kristal yang terjadi jerami padi, arang jerami padi dan sampel-sampel yang telah diaktivasi. Untuk hasil gambar XRD ditunjukkan pada Gambar 4. Pada jerami padi yang telah diaktivasi mulai muncul puncak-puncak pada teta 22º yang mengindikasikan terbentuknya komponen mineral dan karbon pada arang. Pengamatan secara visual pada pola XRD arang aktif jerami padi pada masing-masing sampel, menunjukkan bahwa luas daerah bukit pada masingmasing pola XRD semakin menyempit seiring dengan kenaikan suhu karbonisasi. Kenaikan suhu karbonisasi juga meningkatkan derajat kristalinitasnya. Pada pola XRD dapat dilihat pada Gambar 4 terbentuknya pola kristal, pola kristal tersebut diolah menggunakan aplikasi software freeware Powder X untuk menentukan fraksi luas kristalin, background, dan amorf dengan memasukan data hasil XRD. Kemudian pola tersebut disesuaikan dengan data (JCPDS) Joint Committee on Powder Diffraction Standards No. 47-2250 yang terlihat pada Gambar 4. Sedangkan kenaikan derajat kristalinitas dapat ditunjukkan pada Tabel 4.
12
jerami padi
Intensitas
arang jerami padi Sampel A Sampel B
5 6.32 7.64 8.96 10.28 11.6 12.92 14.24 15.56 16.88 18.2 19.52 20.84 22.16 23.48 24.8 26.12 27.44 28.76 30.08 31.4 32.72 34.04
Sampel C Sampel D
2Ɵ
Gambar 4.Pola XRD jerami padi, arang jerami padi, Sampel A, Sampel B, Sampel C, dan Sampel D Tabel 4.Derajat kristalinitas jerami padi, arang jerami padi, dan arang aktif jerami padi Sample
Jerami padi Arang jerami padi A B C D
Derajat Kristalinitas(%) Karbon Penyusun utama jerami padi 10.05 31.65 12.11 55.87 12.87 56.47 14.15 59.57 17.52 60.72 34.81 68.17
Derajat kristalinitas merupakan tingkat keteraturan struktur suatu material.14 Penetapan derajat kristalinitas dapat dilakukan dengan cara membagi luas daerah kristalin dan luas daerah seluruhnya (kristalin+amorf).15 Peningkatan derajat kristalinitas pada sample arang aktif memperlihatkan bahwa struktur kristal karbon pada arang semakin teratur mendekati struktur grafit. Struktur kristalin pada arang terbentuk dari senyawa karbon yang membentuk lapisan heksagonal.16 Grafit merupakan material berbasis karbon yang berstruktur kristal, bersifat tidak elastis, dan memiliki konduktivitas termal dan listrik yang baik. Gugus fungsi jerami padi dianalisis menggunakan FTIR. Perubahan gugus fungsi jerami dan karbon aktif jerami padi yang disebabkan oleh pengaruh suhu karbonisasi dapat dilihat pada Gambar 5. Spektrum FTIR jerami padi mempunyai pita serapan pada bilangan gelombang 3444 cm-1 yang merupakan gugus fungsi OH, dan 1105 cm-1 yang menunjukkan adanya vibrasi C-O dari OH sekunder. Serapan pada 2920 cm-1 menunjukkan adanya vibrasi C-H (stretching/regangan) alifatik. Pita serapan pada 1827 cm-1 menunjukkan adanya vibrasi regangan gugus C=O dan diperkuat pita serapan 1105 cm-1 yang merupakan gugus C-O. Kemudian terdapat ikatan C=C cincin aromatik pada bilangan gelombang 1559 cm-1. Proses karbonisasi dan aktivasi telah membentuk ikatan C=C aromatik di sekitar 1558-1580 cm-1. Hal ini membuktikan bahwa karbonisasi dan aktivasi menjadi arang aktif akan meningkatkan senyawa aromatik. Senyawa tersebut merupakan penyusun struktur heksagonal arang dan arang aktif.17
13
Gambar 5. Spektrum FTIR Jerami padi dan Arang Aktif Jerami padi Arang aktif yang dihasilkan memiliki pola serapan dengan jenis ikatan OH, C-H, C-O, dan C=C. Adanya ikatan OH dan C-O menunjukkan bahwa arang aktif yang dihasilkan cenderung bersifat lebih polar. Dengan demikian arang aktif yang dihasilkan dapat digunakan sebagai adsorben zat yang cenderung polar seperti untuk penjernihan air, gula, alkohol atau sebagai penyerap emisi formaldehid.17 Aplikasi Arang Aktif untuk Penjernihan Air Penjernihan air adalah salah satu proses pengujian dari karbon aktif yang telah dibuat. Air yang digunakan adalah air keruh yang bersumber dari aliran air sungai yang tercemar oleh limbah rumah tangga masyarakat setempat sehingga menjadikan air tersebut seharusnya tidak layak pakai karena tidak memenuhi standar air bersih secara fisik. Adapun hasil pengujian dari proses pengendapan yang dilakukan pada air keruh disajikan pada Tabel 4 dan 5. Tabel 5. Hasil pengujian air limbah dengan pH diatas 7 menggunakan karbon aktif Parameter Uji Fisik Warna
Sebelum
Bau
Keruh kecoklatan berbau
pH
7.84
Sesudah A Jernih
B Jernih
C Jernih
D Jernih
Tidak berbau 8.57
Tidak berbau 8.61
Tidak berbau 8.53
Tidak berbau 8.08
Tabel 6. Hasil pengujian air limbah dengan pH dibawah 7 menggunakan karbon aktif Parameter Uji Fisik Warna
Sebelum
Bau
Keruh kecoklatan berbau
pH
4.58
Sesudah A Jernih
B Jernih
C Jernih
D Jernih
Tidak berbau 8.84
Tidak berbau 8.35
Tidak berbau 8.12
Tidak berbau 8.10
14 Pada penelitian ini dilakukan pengukuran pH pada kondisi awal air keruh yang berwarna kecoklatan. Setelah diberikan karbon aktif pH nya menjadi 8.088.84 dan airnya berwarna bening. Peningkatan nilai pH air dapat disebabkan adanya kation dalam karbon aktif yang terlarut dalam air. Hasil pengukuran pH pada kondisi awal air keruh tidak memenuhi standar air bersih, sehingga dapat disimpulkan bahwa air ini tidak layak digunakan. Warna kecoklatan dan bau tak sedap pada air parit disebabkan kandungan zat organik, zat besi atau logam yang terkandung di dalam air. Adapun perubahan yang terjadi pada warna jernih dan air tidak berbau setelah pemberian karbon aktif dapat disebabkan terserapnya kandungan zat organik, zat besi atau logam dalam air oleh pori-pori karbon aktif sehingga menjadikan air jernih dan tidak berbau.
SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Berdasarkan hasil penelitian pembuatan karbon aktif yang telah dilakukan dapat disimpulkan pada pengeringan bahan baku sebanyak 4 kg didapat hasil 3.5 kg bahan baku yang telah dikeringkan dan siap untuk diproses selanjutnya yaitu pembakaran. Proses pembakaran untuk menjadikan bahan menjadi arang harus dilakukan dengan metode yang baik dan benar. Setelah proses pengarangan tersebut tahapan selanjutnya yaitu aktivasi fisika dengan variasi suhu 500°C, 600°C, 700°C dan 800°C kemudian masing-masing sample tersebut di aktivasi secara kimia menggunakan H3PO4. Proses aktivasi ini bertujuan untuk meningkatkan daya adsorpsi serta membentuk dan memperbesar pori-pori baru pada karbon aktif. Selain itu proses aktivasi juga bertujuan untuk penghilangan hidrogen, gas-gas dan air pada permukaan karbon aktif. Hasil parameter fisik (kadar air dan kadar abu) karbon aktif yang diproduksi dari jerami padi memenuhi standar SNI namun daya serap terhadap iodium, benzena dan kloroform belum memenuhi standar SNI. Hasil penelitian walaupun tidak sesuai dengan teori dimana peningkatan suhu pada proses aktivasi mempengaruhi sifat fisik karbon aktif menunjukkan bahwa karbon aktif yang mempunyai sifat fisik terbaik adalah karbon aktif yang diaktivasi pada suhu 800ºC. Sedangkan hasil XRD menunjukan bahwa luas daerah bukit pada masing-masing pola XRD semakin menyempit seiring dengan kenaikan suhu karbonisasi dan derajat kristalinitas meningkat seiring kenaikan suhu karbonisasi. Arang aktif yang dihasilkan memiliki pola serapan dengan jenis ikatan OH, C-H, C-O, dan C=C. Adanya ikatan OH dan C-O menunjukkan bahwa arang aktif yang dihasilkan cenderung bersifat lebih polar. Dengan demikian arang aktif yang dihasilkan dapat digunakan sebagai adsorben zat yang cenderung polar seperti untuk penjernihan air, gula, alkohol atau sebagai penyerap emisi formaldehid. Pengujian karbon aktif pada penjernihan air menunjukkan hasil parameter perubahan fisik air yaitu warna air menjadi jernih, tidak berbau dan pH 8.08-8.84.
15 Saran Perlu dilakukan penelitian lebih lanjut mengenai variasi penambahan bahan baku pada arang aktif dari limbah jerami padi sehingga kualitas arang aktif jerami padi dapat maksimal.
DAFTAR PUSTAKA 1. Syukri, M N. Karakteristik Limbah Padi Sebagai Bahan Baku Bioenergi. Sangatta-Kutai Timur, 2014. 2. Harsanti, E dan Ardiwinata, A N. Arang Aktif Meningkatkan Kualitas Lingkungan. Badan Litbang Pertanian Edisi 6-12 Maret 2011 No.3400 Tahun XLI. Pati, Jawa Tengah 2011. 3. Pari, G dkk. Teknologi Pembuatan Arang, Briket Arang dan Arang Aktif serta Pemanfaatannya. Gelar Teknologi Tepat Guna, Kementrian Kehutanan. Semarang Oktober 2012. 4. Meisrilestari, Y. Pembuatan Arang Aktif dari Cangkang Kelapa Sawit dengan Aktivasi secara Fisika, Kimia dan Fisika-Kimia. Jurnal Konversi, Volume 2 No. 1, April 2013. 5. Arifin. Dekolorisasi Air yang Mengandung Zat Warna Tekstil Dengan Metode Koagulasi Poly Alumunium Chloride dan Adsorpsi Arang Aktif. Tangerang: PT. Tirta Kencana Cahaya Mandiri, 2010. 6. Wu, J. Modeling Adsorpotion of Organic Compounds on Activated Carbon, Multivariate Approach, Unema University, Sweden, 2004. 7. Pujianto. Pembuatan Karbon Aktif Super dari Batu Bara dan Tempurung Kelapa. [skripsi]. Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Indonesia, Depok, 2010. 8. Hartoyo J, Roliado H. Pembuatan Briket Arang dari Lima Jenis Kayu Indonesia. Pusat Penelitian Hasil Hutan. Report No 103. Bogor 1987. 9. Fauziah, Nailul. Pembuatan Arang Aktif secara langsung dari Kulit Acacia Mangium Wild dengan Aktivasi Fisika dan Aplikasinya sebagai Adsorben [skripsi]. Departemen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor, 2009. 10. Budiono, A. Pengaruh Aktivasi Arang Tempurung Kelapa Dengan Asam Sulfat dan Asam Fosfat Untuk Adsorpsi Fenol. Jurusan Kimia, Universitas Diponegoro, Semarang, 2006. 11. Pari G. Pembuatan Arang Aktif dan Kualitas Arang Aktif Kayu Sengon sebagai Bahan Adsorben. Buletin Hasil Penelitian Hasil Hutan 1996; 14(6):211-226 12.Sastrodimedjo, R.S., S.R. Simarmata. 1978. Limbah Eksploitasi pada beberapa Perusahaan Hutan di Indonesia. Laporan Penelitian Hasil Hutan. No. 120. 13. Hussain, R., R. Qadeer, M. Ahmad, M. Saleem. X-Ray Diffraction Study of Heat Treated Graphitized and Ungraphitized Carbon. Turk J Chem 24 (2000) : 177-183. 14. Kercher, AK., D.C. Negle. Microstructural evolution during charcoal carbonization by X-ray diffraction analysis. Carbon 41 (2003) : 15-27.
16 15. Pari, G. Kajian Struktur Arang Aktif dari Serbuk Kayu sebagai Absorben Formaldehida Kayu Lapis. Disertasi Program Pascasarjana Institut Pertanian Bogor, 2004. 16. Priyotomo, G. Perubahan Struktur Kristal Material Berbasis Karbon terhadap Sifat Konduktifitas. Jurnal Metalurgi, vol. 22, No. 1 (Juni 2007). 17. Santiyo, W. Karakteristik Permukaan Arang Aktif Tempurung Biji Nyamplung. Makara, Teknologi Vol. 15, No. 1, April 2011: 17-24.
17 Lampiran 1 Diagram Alir Penelitian
18 Lampiran 2 Standar Kualitas Arang Arang Aktif Menurut SNI 06-3730-95 Uraian Kadar Zat Terbang (%) Kadar Air (%) Kadar Abu (%) Bagian tak mengarang Daya Serap terhadap Iod(mg/g) Karbon aktif murni Daya serap terhadap benzena(ml/g) Daya serap terhadap biru metilen(ml/g) Bobot jenis curah (g/ml) Lolos ukuran mesh 325% Jarak mesh (%) Kekerasan
(Sumber SNI 06-3730-95)
Syarat Kualitas Butiran Serbuk Maks 15 Maks 25 Maks 4.4 Maks 15 Maks 2.5 Maks 10 Tidak nyata Tidak nyata Min 750 Min 750 Min 80 Min 65 Min 25 Min 60 Min 120 0.45-0.55 0.3-0.35 Min 90 90 80 -
19 Lampiran 3 Contoh perhitungan untuk menentukan kadar iodin Berat Sample = 0.25 gram Volume Titrasi Na2S2O3 yang terpakai: Sample A = 9.00 ml Sample B = 8.50 ml Sample C = 9.10 ml Sample D = 8.70 ml (
)
(4) Keterangan :
V1 = Volume iodin (ml) V2 = Volume titrasi (ml) C1 = Konsentrasi iodin (N) C2 = Konsentrasi Na2S2O3 (N)
Sample A: (
)
(
(
))
20
Lampiran 4 Pola JCPDS XRD dan Bilangan gelombang FTIR
Pola XRD JCPDS No. 41-1487 Karbon
Pola XRD JCPDS No. 47-2250 penyusun utama jerami padi
Spektrum FTIR Jerami padi
Spektrum FTIR Sample A
21
Spektrum FTIR Sample B
Spektrum FTIR sample C
Spektrum FTIR sample D
22 Lampiran 5 Dokumentasi penelitian
Air limbah untuk uji aplikasi karbon aktif
pH Meter
furnace
Tabung Aktivator
Alat uji benzena
Oven
Alat uji kloroform
23
RIWAYAT HIDUP Penulis lahir di Bogor pada tanggal 23 Mei 1994, putri pertama dari pasangan Bapak Uci Sanusi dan Ibu Entin Hartini. Penulis menyelesaikan jenjang pendidikan dari MI-MA Cibuntu Malang-Bogor lulus pada tahun 2005, MTs Nurul Ummah lulus pada tahun 2008, SMAN 1 Ciampea lulus pada tahun 2011, kemudian diterima sebagai Mahasiswa IPB di Departemen Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam dengan jalur SMNPTN Undangan. Selama menjalani pendidikan penulis aktif di organisasi dan kepanitiaan, diantaranya sebagai anggota Departemen Kominfo HIMAFI pada tahun 2013-2014, panitia Physics Expo, panitia Kompetisi Fisika Pesta Sains Nasional, panitia Bina Desa, panitia Physics Goes to School, panitia Temu Alumni, dan panitia The 7th Journalistic Fair IPB. Penulis juga aktif sebagai Asisten Praktikum Fisika TPB IPB. Penulis juga mengikuti Program Kreatifitas Mahasiswa yang didanai lembaga DIKTI.
