Febryanti, et al.
POTENSI ARANG AKTIF SEKAM PADI SEBAGAI ADSORBEN EMISI GAS CO, NO, DAN NOX PADA KENDARAAN BERMOTOR A. Febryanti 1*, A. W. Wahab 1, dan Maming 1 1
Jurusan Kimia FMIPA, Universitas Hasanuddin Makassar, Sulawesi Selatan 90245
Abstrak. Penelitian ini bertujuan untuk mengadsorpsi emisi CO, NO, dan NOx pada kendaraan bermotor karena gas tersebut ialah pencemar yang sangat berbahaya bagi manusia dan lingkungan. Hal itu dapat dilakukan menggunakan arang aktif sekam padi yang berfungsi sebagai adsorben. Metode yang digunakan terdiri dari beberapa tahapan, yaitu pembuatan arang aktif dari sekam padi, pengujian kualitas arang aktif berdasarkan SNI, analisis profil permukaan arang aktif dengan SEM, pengukuran emisi CO, NO, dan NOx pada kendaraan bermotor dengan menggunakan PEM-9004. Hasil penelitian menunjukkan bahwa kadar air dan zat menguap arang aktif sekam padi memenuhi persyaratan Standar Nasional Indonesia (SNI), masing-maing dibawah 15% dan 25%. Kadar abu dan karbon terikat arang aktif sekam padi suhu aktivasi tidak memenuhi persyaratan SNI, masingmasing diatas 10% dan dibawah 60%. Arang aktif sekam padi dapat menurunkan konsentrasi emisi CO, NO, dan NOx secara signifikan. Semakin tinggi suhu aktivasi arang aktif, maka semakin besar daya serapnya. Suhu 400 oC merupakan suhu aktivasi terbaik bagi arang aktif sekam padi karena memiliki daya serap tertinggi terhadap gas, yaitu 52,5% untuk gas CO; 76,2% untuk gas NO; 77,3 % untuk gas NOx. Kata kunci: adsorpsi, arang aktif, emisi, PEM-9004, sekam padi
Abstract. This research aims to adsorb CO emissions, NO and NO in motor vehicles because these gases are pollutant that are very dangerous for humans and the environment. This is conducted by using activated carbon made from rice husk that functions as an adsorbent. The method consists of several steps, namely the manufacture of activated carbon of rice husk, testing the quality of activated carbon of rice husk based on SNI, surface profile analysis of activated carbon from rice husk using SEM, measuring CO emissions, NO and NOx in motor vehicles using PEM-9004. The results of the research showed that water content and levels of activated substance evaporates of rice husk suitable the requirements of the Indonesian National Standard (SNI), below 10% and 25%. Ash content and levels of fixed carbon from activated carbon rice husk from activation temperature does not suitable the requirements of the SNI, over 10% and below 60%. Activated carbon rice husk reduce the concentration of CO emissions, NO and NOx significantly. The higher temperature activation of activated carbon, the greater power absorbed. 400 oC is the best activation temperature for rice husk carbon because it has the highest adsorption of the gas, which is 52.5% for CO gas, 76.2% for NO gas and 77.3% for NOx gas. Keywords : adsorptions, activated carbon, emissions, PEM – 9004, rice husk
*alamat korespondensi:
[email protected]
rendah dan berpotensi menimbulkan
PENDAHULUAN Di Indonesia kualitas udara telah
korosi (Murshid, dkk., 2011). Penelitian
mengalami penurunan seiring dengan
selanjutnya menyebutkan bahwa zeolit
meningkatnya
kendaraan
mampu mengurangi penumpukan gas
bermotor (Irawan, 2008). Hal itu terjadi
polutan karena material ini memiliki pori-
karena emisi gas buang yang keluar
pori yang kecil. Akan tetapi, kapasitas
melalui knalpot telah mencemari udara
adsorpsi zeolit masih terbatas (Apriyanti,
(Hastuti dan Utama, 2008).
2011).
jumlah
Emisi
tersebut diantaranya CO, NO, dan NOx
Oleh karena itu, pada penelitian
yang merupakan kelompok gas yang
ini
berbahaya (Budiyono, 2001).
adsorben emisi gas CO, NO, dan NOx
NO
dan
menyebabkan
NOx
hujan
menimbulkan
berpotensi
asam
sehingga
kerusakan
hutan,
digunakan
arang
aktif
sebagai
karena tersedia dalam jumlah besar dan memiliki harga yang murah.
Menurut
Susanto (2013) dalam Plaza,dkk., (2009)
menghancurkan hasil panen, merusak
bahwa
lahan pertanian, korosi bangunan, dan
kapasitas adsorpsi lebih besar daripada
masalah-masalah kesehatan (Sukarsono,
zeolit. Arang aktif dapat dibuat dari fosil,
2004).
dapat
batubara, kayu, dan limbah organik.
menyebabkan rasa sakit pada mata,
Akan tetapi, pada penelitian ini bahan
gangguan saluran pernapasan, dan paru-
baku yang digunakan adalah sekam padi
paru (Arisma, 2010).
karena harganya murah dan tersedia
Sementara
gas
CO
Berbagai mitagasi telah dilakukan
arang
aktif
juga
memiliki
dalam jumlah banyak (Sitohang dan
oleh pemerintah dalam mengatasi emisi
Dian, 2009).
gas CO, NO, dan NOx diantaranya
yang dikeluarkan oleh Badan Pusat
meningkatkan efisiensi energi kendaraan
Statistik (2013) bahwa produksi gabah
bermotor. Akan tetapi, jumlah kendaraan
kering giling (GKG) di Indonesia pada
tersebut
sehingga
tahun 2012 sebesar 69,05 juta ton,
efektif
sementara sekam yang dihasilkan dari
Sebuah penelitian
gabah kering tersebut ± 15 juta ton.
membuat
meningkat upaya
(Angraeni, 2013).
pesat
ini
kurang
Hal ini berdasarkan data
menyebutkan bahwa pelarut amina dapat
Kenyataan
menunjukkan
bahwa
digunakan sebagai adsorben, namun zat
pemanfaatan
limbah
belum
ini memiliki kapasitas adsorpsi gas yang
maksimal. Jika hal ini dibiarkan, limbah
sekam
tersebut dapat menimbulkan kerusakan
industri dan air ledeng. Oleh karena itu,
lingkungan (Shackley, dkk., 2011).
penelitian ini bertujuan untuk mengetahui
Penelitian mengenai potensi arang
potensi arang aktif sekam padi sebagai
aktif sekam padi sebagai adsorben telah
adsorben emisi gas CO, NO, dan NOx
banyak dilakukan, diantaranya Hsu dan
pada kendaraan bermotor.
Pan (2007) melaporkan bahwa kapasitas adsorpsi maksimum arang aktif sekam padi terhadap paraquat adalah 317,7
BAHAN DAN METODE Bahan Bahan-bahan
mg/g. Sunardi dan Nurliana (2008) melaporkan bahwa arang aktif sekam padi dapat mengurangi kadar besi (Fe) dalam air ledeng sampai batas titik terendah yaitu 0 ppm. Yuliati dan Susanto (2009) melaporkan bahwa arang aktif sekam padi berpotensi menyerap senyawa fenol pada limbah industri. Yahaya, dkk., (2010) melaporkan bahwa arang aktif sekam padi yang diaktivasi dengan ZnCl2 dapat menyerap Cu(II) sebesar 33,92%. Singh dan Singh (2012) melaporkan bahwa arang aktif sekam padi yang diaktivasi dengan H3PO4 40% dapat
menyerap
Cr(VI)
sebanyak
93% – 94%. Zakir (2013) melaporkan bahwa arang aktif sekam padi yang diaktivasi
menggunakan
ZnCl2
10%
yang
digunakan
dalam penelitian ini adalah sekam padi (Oryza sativa L.), ZnCl2 p.a, akuades, kertas saring Whatmann No. 42, tissue roll, dan sabun. Peralatan Alat-alat yang digunakan dalam penelitian
ini
adalah
tanur
(Muffle
Furnace type 6000), Portable Emissions Measurment Elecrone vega3SB, AW220,
(PEM)
9004,
Microscopy neraca oven
Scanning
(SEM)
analitik (tipe
tescan
shimadzu
SPNISOSFD),
corong buchner, lumpang porselin, cawan porselin, gelas kimia 100 mL, gelas kimia 500 mL, batang pengaduk, labu ukur 250 mL,
ayakan
20
mesh,
pipa
PVC,
desikator, dan botol somprot.
dapat menyerap Cu(II) sebesar 5,2311 mg/g dan Co(II) sebesar 6,7456 mg/g.
Prosedur Kerja
Beberapa penelitian sebelumnya fokus
1. Pembuatan Arang Aktif dari
pada potensi arang aktif sekam padi sebagai
adsorben
logam
berat
Sekam Padi
dan
Sekam padi dicuci sampai bersih
senyawa organik dari limbah-limbah
lalu dikeringkan di bawah terik matahari.
Selanjutnya dimasukkan ke dalam oven pada suhu 80
o
C selama 24 jam.
Kemudian dikarbonisasi pada suhu 300 o
C selama ± 2 jam. Setelah itu, arang
didinginkan di dalam desikator lalu
Keterangan: Ma = massa awal Mb = massa akhir
dimortar. Kemudian arang direndam
b. Analisis Kadar Zat Menguap
dalam larutan ZnCl2 10% (b/v) selama
Sebanyak 1 gram AA 0 oC, AA
24 jam. Kemudian, arang disaring dan
300
dicuci hingga pH netral (pH=7).
masing-masing
Lalu
arang yang dihasilkan dikering di dalam o
o
C, 350
o
C, 400 sebagai
o
C ditimbang
massa
awal.
Kemudian dimasukkan dalam cawan
oven pada suhu 105 C selama 3 jam.
yang telah diketahui bobot keringnya.
Selanjutnya,
Lalu arang aktif dipanaskan dalam tanur
arang
disimpan
dalam
cawan porselin dan dimasukkan ke dalam
pada suhu
tanur pada suhu 300 oC; 350 oC; 400 oC
Selanjutnya, didinginkan dalam desikator
selama 2 jam. Setelah itu diayak dengan
selama 1 jam dan ditimbang sebagai
ukuran 20 mesh (Danarto dan Samun,
massa akhir hingga mencapai bobot tetap
2008).
(Dahlan, 2012).
600 oC selama 10 menit.
2. Pengujian Kualitas Arang Aktif a. Analisis Kadar Air
Keterangan: o
Sebanyak 1 gram AA 0 C, AA o
o
o
KZM = kadar zat menguap
300 C, AA 350 C, dan AA 400 C
Ma = massa awal
ditimbang masing-masing sebagai massa
Mb
= massa akhir
awal. Kemudian, dimasukkan ke dalam c. Analisis Kadar Abu
cawan porselin yang telah dikeringkan. Selanjutnya,
arang
aktif
Sebanyak 1 gram AA 0 oC, AA
tersebut o
C, 350
o
300
selama 3 jam. Setelah itu, dimasukkan ke
ditimbang masing-masing sebagai bobot
dalam desikator selama 1 jam lalu
awal. Kemudian, dimasukkan kedalam
ditimbang sebagai massa akhir hingga
cawan
diperoleh bobot tetap (Widayanti, dkk.,
keringnya. Lalu arang aktif dipanaskan
2012).
dalam tanur pada suhu
yang
C, dan AA 400
o
dipanaskan dalam oven pada suhu 105 oC
telah
diketahui
C
bobot
700 oC selama
4 jam. Selanjutnya, didinginkan dalam
PVC ini diletakkan di bagian dalam
desikator selama 1 jam dan ditimbang
tabung yang terbuat dari aluminium.
sebagai bobot sisa hingga mencapai bobot tetap (Kalensun, dkk., 2012).
d. Analisis Kadar Karbon Terikat Karbon dalam arang aktif adalah zat selain abu dan zat atsiri. Kadar karbon terikat dapat dihitung pada persamaan berikut (Satmoko, 2013) : ( )
(
)
Keterangan KKT = kadar karbon terikat
Gambar 1. Rancangan Tabung Adsorpsi 5. Tahapan Pengukuran Emisi CO, NO, dan NOx a. Tahapan Pengukuran Emisi CO, NO, dan NOx tanpa Arang Aktif Mesin sepeda motor dinyalakan.
KZM = kadar zat menguap
Kemudian, probe PEM 9004 dimasukkan
KA = kadar abu
ke knalpot. Selanjutnya, hasil pengukuran
3. Analisis Profil Permukaan Arang Aktif Profil permukaan arang aktif
emisi CO, NO, dan NOx ditampilkan pada layar PEM-9004.
Pengukuran
diulangi sebanyak 5 kali.
dilihat dengan menggunakan Scanning b. Tahapan Pengukuran Emisi CO, NO, dan NOx dengan Arang Aktif
Electron Microscopy (SEM). 4. Pembuatan Tabung Adsorpsi Tabung adsorpsi ini bertujuan untuk menyimpan arang aktif sebagai media penyerap emisi gas CO, NO, dan NOx. Tabung ini terbuat dari bahan polimer polivinil klorida (PVC), yang panjang dan diameternya masing-masing 15 cm dan
2 cm. Kedua ujung tabung
ditutupi oleh kain yang tipis.
Tabung
Mesin sepeda motor dinyalakan. Setelah itu, tabung adsorpsi yang berisi AA 0 oC dipasang pada saluran gas buang (knalpot). Kemudian, probe alat uji PEM9004 dimasukkan ke dalam tabung adsorpsi. Selanjutnya, hasil pengukuran emisi gas CO, NO, dan NOx ditampilkan pada layar PEM-9004. Langkah-langkah tersebut diulangi namun AA 300
o
C
diganti dengan AA 350
o
C dan AA
400 oC. Pengukuran diulangi sebanyak 5
desikator selama 1 jam, lalu digerus dengan menggunakan lumpang porselin.
kali. c. Aktivasi Kimia dan Fisika Sebanyak
HASIL DAN PEMBAHASAN 1. Pembuatan Arang Aktif Sekam Padi (Oryza sativa L.)
dari
sekam
padi
ini
sebagai
pembuatan arang aktif. dicuci
sampai
gram
arang
dimasukkan masing-masing ke dalam 3 gelas kimia 250 mL, lalu direndam
a. Preparasi dan Dehidrasi Sekam Padi (Oryza sativa L.) Penelitian
50
dengan 500 mL larutan ZnCl2 10% selama 24 jam. Hal tersebut bertujuan
menggunakan
untuk memecahkan ikatan hidrokarbon
bahan
baku
pada arang sehingga membuka pori-
Sekam padi
porinya (Faradina dan setiawati, 2010).
untuk
Selanjutnya, arang yang telah diaktivasi
pengotor,
dengan ZnCl2 10% disaring dengan
kemudian dikeringkan di bawah terik
menggunakan kertas saring Whatmann
matahari. Setelah itu, sekam padi yang
No. 42. Setelah proses penyaringan,
telah kering dimasukkan ke dalam oven
arang dicuci dengan akuades hingga pH
pada suhu 80 oC selama 24 jam untuk
air cucian netral (pH = 7). Tujuannya
menguapkan kandungan air pada sampel
adalah untuk menghilangkan ion-ion Cl-
tersebut atau mendehidrasi sampel sekam
yang dapat menutupi pori-pori arang
padi tersebut.
aktif.
menghilangkan
bersih zat-zat
Setelah proses pencucian, arang
aktif dikeringkan di dalam oven pada b. Karbonisasi Sekam Padi (Oryza sativa L.)
menguapkan
Sekam padi yang telah melalui tahap dehidrasi dikarbonisasi dalam tanur pada suhu 300 oC selama 2 jam. Tujuan karbonisasi untuk memisahkan bahan non karbon yang terperangkap dalam bahan baku sehingga yang tersisa hanya karbon atau arang (Irianty, 2010).
suhu 105
Hasil
karbonisasi tersebut didinginkan di dalam
o
C selama 3 jam untuk seluruh
kandungan
air.
Kemudian arang didinginkan di dalam desikator selam 2 jam dan disimpan dalam wadah tertutup. Kemudian, arang aktif diaktivasi secara fisika di dalam tanur pada variasi suhu 300, 350 dan 400 oC.
Tujuan
aktivasi fisika untuk memperluas poripori arang aktif sehingga daya serapnya
semakin besar.
Variasi suhu tersebut
b. Pengujian Kadar Zat Menguap
dilakukan dengan tujuan memperoleh
Pengujian kadar zat menguap
suhu aktivasi fisika optimum arang aktif
betujuan untuk mengetahui persentase zat
sekam padi.
Setelah itu, arang aktif
atau senyawa yang belum menguap pada
diayak dengan ukuran 20 mesh untuk
proses karbonisasi dan aktivasi fisika.
mendapatkan ukuran yang homogen.
Kadar zat menguap yang tinggi dapat mempengaruhi daya serap arang aktif. Semakin tinggi kadar zat menguap pada arang
aktif,
semakin
rendah
daya
serapnya. Pada penelitian ini, kadar zat Gambar 2. Arang sekam padi yang telah diaktivasi pada suhu 300 – 400 oC
menguap arang aktif yang diperoleh telah memenuhi Standar Nasional Indonesia (SNI) yaitu maksimum 25%.
2. Pengujian Kualitas Arang Aktif Sekam Padi (Oryza sativa L.)
c. Pengujian Kadar Abu Pengujian kadar abu ini dilakukan
a. Pengujian Kadar Air Pengujian kadar air bertujuan
untuk mengetahui kandungan oksida
untuk mengetahui sifat higroskopis arang
logam dalam arang aktif.
aktif. Kadar air dapat mempengaruhi
yang tinggi dapat mengurangi daya serap
kemampuan adsorpsi.
Semakin besar
arang aktif terhadap gas dan larutan,
kadar air arang aktif, maka semakin kecil
karena mineral seperti kalsium, kalium,
kemampuannya untuk menyerap adsorbat
magnesium dan natrium menyebar dalam
(Puspita,
Secara
kisi arang aktif. Persyaratan kadar abu
keseluruhan, kadar air arang aktif sekam
arang aktif berdasarkan Standar Nasional
padi
memenuhi
Indonesia (SNI) adalah maksimum 10%.
persyaratan Standar Nasional Indonesia
Kadar abu arang aktif sekam padi yang
(SNI), yaitu dibawah 15%. Pada Tabel 3,
diperoleh
semakin tinggi suhu aktivasi fisik, kadar
memenuhi persyaratan SNI karena masih
air yang dihasilkan semakin menurun.
banyak zat pengotor berupa senyawa
Hal itu terjadi karena semakin tinggi
anorganik yang terdapat pada arang aktif
suhu, maka semakin banyak air yang
tesebut. Hal ini diperkuat oleh sebuah
menguap.
penelitian
dkk.,
yang
2013).
dihasilkan
pada
yang
penelitian
Kadar abu
ini
menyatakan
tidak
bahwa
sekam padi memiliki kandungan silika
yang telah dilakukan oleh Jasman (2011)
sangat tinggi sekitar 94 – 96 %, dimana
menghasilkan
silika merupakan salah-satu jenis abu
sebesar 1,3%.
yang terdapat pada sekam padi (Sitorus,
Tabel 1. Hasil pengujian kualitas
2009).
Terlihat pada tabel 3, semakin
kadar
karbon
terikat
arang aktif sekam padi
tinggi suhu aktivasi fisika, makin tinggi
T (oC)
KA (%)
KZM (%)
KA (%)
KKT (%)
kadar abu yang diperoleh. Hal itu karena
0
14,20
25,00
50,16
10,64
300
7,20
24,90
47,50
20,40
350
6,30
22,85
49,36
21,49
400
2,80
18,18
50,91
28,02
proses
oksidasi
terjadi
lebih
lanjut
sehingga hasil dari proses oksidasi ini menutupi pori-pori arang aktif.
Keterangan: T
= suhu aktivasi sekam padi
Terikat
KA
= kadar air
Pengujian kadar karbon terikat
KZM = kadar zat menguap
d. Pengujian
Kadar
Karbon
bertujuan untuk mengetahui banyaknya karbon yang terdapat arang aktif. Besar kecilnya kadar karbon terikat yang dihasilkan, selain dipengaruhi oleh tinggi rendahnya kadar zat menguap dan kadar abu juga dipengaruhi oleh kandungan selulosa dan lignin bahan yang dapat dikonversi
menjadi
(Fauziah, 2009).
atom
karbon
Persyaratan kadar
karbon terikat arang aktif berdasarkan Standar Nasional Indonesia (SNI) adalah minimum 65%. Pada penelitian ini, kadar karbon terikat yang diperoleh tidak memenuhi persyaratan SNI karena kadar abu yang terkandung dalam arang aktif sekam padi sangat tinggi. Akan tetapi, kadar karbon terikat yang diperoleh lebih banyak dibandingkan dengan penelitian
KKT = kadar karbon terikat 3. Analisis Profil Permukaan Arang Aktif Sekam Padi Scanning
Electron
Microscope
(SEM) adalah salah-satu jenis mikroskop yang menggunakan berkas elektron untuk menggambarkan profil permukaan benda. Berkas elektron pada SEM ditembakkan pada permukaan benda dan melewati beberapa lensa elektromagnetik sehingga berkas tersebut akan memantul kembali atau menghasilkan elektron sekunder ke segala arah. dimana
berkas
Namun ada satu arah tersebut
dengan intensitas tertinggi.
dipantulkan Detektor
yang terdapat di dalam SEM akan mendeteksi elektron dan menentukan lokasi benda ke dalam layar (Sumantri
dan Halim, 2010). dilakukan
untuk
Pengujian SEM atau
padi yang tanpa melalui aktivasi suhu.
gambaran permukaan dari suatu sampel.
Selain itu, arang aktif dengan suhu
Dari
aktivasi 400
pengujian
melihat tersebut,
pola
dibandingkan dengan arang aktif sekam
gambaran
o
C memiliki permukaan
permukaan pori-pori arang aktif dapat
pori-pori yang lebih teratur dibandingkan
dilihat pada Gambar 3.
dengan arang aktif sekam padi yang tanpa melalui aktivasi suhu.
Pengaruh
utama aktivasi fisika dengan suhu 400 oC tidak hanya menguapkan material nonkarbon
tapi
cukup
efektif
dalam
membentuk dan melebarkan pori-pori. 4. Pengukuran Emisi CO, NO, dan Gambar 3a. Hasil FE-SEM arang aktif tanpa aktivasi suhu dengan perbesaran 20.000 kali
NOx Pada proses pengukuran ini, jenis kendaraan bermotor yang digunakan adalah sepeda motor merek Yamaha soul GT.
Emisi gas buang motor tersebut
diukur
dengan
Portable
Emissions
Measurement (PEM) 9004. Pengukuran ini dilakukan dengan 5 perlakuan. Setiap perlakuan diulangi sebanyak 5 kali Gambar 3b. arang aktif dengan suhu aktivasi 400 oC dengan perbesaran 20.000 kali
dengan selang waktu 1 menit. Perlakuan 1
disebut
kontrol,
pengukuran
ini
dilakukan tanpa menggunakan arang
Pada gambar 3 dapat diamati
aktif, dimana stik probe PEM secara
perbedaan antara arang aktif sekam padi
langsung dimasukkan di dalam saluran
tanpa aktivasi suhu dengan arang aktif
knalpot.
sekam padi dengan suhu aktivasi 400 oC.
dengan menggunakan arang aktif sekam
Perbesaran 20.000 kali menunjukkan
padi dengan variasi suhu aktivasi yang
bahwa arang aktif dengan suhu aktivasi
berbeda (To, T1, T2 dan T3). Sebanyak 15
400 oC memiliki pori-pori yang besar
gram arang aktif dimasukkan masing-
Perlakuan 2 – 5 dilakukan
masing ke dalam 3 pipa PVC. Lalu 3
pada
pipa
tersebut dimasukkan ke dalam
pengukuran tersebut juga dimaksudkan
tabung adsorpsi, lalu tabung dipasang di
untuk menentukan daya serap adsorben
knalpot
hasil
arang aktif sekam padi terhadap emisi
pengukuran emisi gas NO, NOx, dan CO
gas. Pada Gambar 3, konsentrasi gas CO;
terdapat pada lampiran.
NO; NOx masing-masing sebesar 2420
sepeda
motor.
Data
ppm
sepeda
8,4
motor.
ppm;
8,8
Selain
ppm.
itu,
Hasil
pengukuran kontrol (K) sangat tinggi karena pengukuran ini dilakukan tanpa menggunakan arang aktif. Akan tetapi pada pengukuran T0 yang menggunakan Gambar 4a. Grafik penurunan konsentrasi emisi gas CO
arang aktif tanpa aktivasi suhu (0 oC), emisi
gas-gas
tersebut
mengalami
penurunan konsentrasi sebesar 1900 ppm untuk gas CO; 6,6 ppm untuk gas NO dan NOx. Sama halnya dengan pengukuran T1 yang menggunakan arang aktif suhu aktivasi Gambar 4b. Grafik penurunan konsentrasi emisi gas NO dan NOx
Gas CO, NO, dan NOx masing-masing
Pada
pengukuran
T2
menggunakan arang aktif suhu aktivasi
T1 = arang aktif sekam padi suhu aktivasi
350 oC, konsentrasi emisi gas CO; NO; NOx
300 oC sekam
padi
suhu
sekam
padi
suhu
aktivasi 400 oC
mengalami
penurunan
masing-
masing sebesar 1720 ppm; 5,4 ppm; 5,4 ppm.
aktivasi 350 oC aktif
mengalami
6,2 ppm; 6,4 ppm.
suhu (0 oC)
T3 = arang
juga
penurunan konsentrasi secara signifikan.
T0 = arang sekam padi tanpa aktivasi
aktif
C
mengalami penurunan sebesar 1750 ppm;
Keterangan : K = kontrol (tanpa arang aktif)
T2 = arang
o
300
Selaras
dengan
pengukuran
sebelumnya, T3 yang menggunakan arang aktif
suhu
aktivasi
400
o
C
juga
Pengukuran kontrol (K) dilakukan
mengalami penurunan konsentrasi emisi
untuk mengetahui penurunan emisi gas
gas CO; NO; NOx; masing-masing
sebesar 1150 ppm; 2 ppm; 2 ppm.
memiliki daya serap terhadap gas sebesar
Penurunan konsentrasi terjadi karena gas-
27,7% untuk gas CO; 26,2% untuk gas
gas tersebut terperangkap dalam rongga
NO; 27,3% untuk gas NOx. Sementara
atau pori-pori arang aktif.
Semakin
arang aktif sekam padi yang diaktivasi
tinggi suhu semakin banyak pori-pori
pada suhu 350 oC memiliki daya serap
arang aktif yang terbuka sehingga gas-gas
terhadap gas sebesar 28,9% untuk gas
yangg
banyak.
CO; 35,7% untuk gas NO; 38,6% untuk
Konsentrasi gas CO, NO, dan NOx
gas NOx. Semakin tinggi suhu aktivasi
menurun seiring dengan meningkatnya
arang aktif, semakin tinggi pula daya
suhu aktivasi arang aktif sekam padi. Hal
serap gas CO, NO, dan NOx.
itu terjadi karena tingginya suhu aktivasi
terjadi karena zat-zat yang menutupi pori-
menyebabkan
porinya mengalami penguapan.
diserap
semakin
zat-zat
nonkarbon
Hal itu Daya
menguap sehingga pori-pori arang aktif
serap tertinggi yang diperoleh untuk
terbuka.
masing-masing gas CO, NO, NOx adalah
Dengan
demikian,
daya
serapnya akan semakin besar.
52,5%; 76,2%; 77,3%. Ini menunjukkan bahwa suhu 400
o
C merupakan suhu
paling baik untuk aktivasi fisik pada arang aktif sekam padi. KESIMPULAN Kadar air dan zat menguap arang Gambar 5. Grafik hubungan daya adsorpsi terhadap suhu aktivasi arang aktif
aktif sekam padi memenuhi persyaratan
Berdasarkan grafik pada gambar
AA 300 oC; 6,30% AA 350 oC; 2,80%
Standar
Nasional
Indonesia
(SNI),
dengan kadar air 14,20% AA 0 oC; 7,20% o
4, daya serap pengukuran kontrol (K)
AA 400
adalah 0%. Sementara daya serap arang
menguap 25,00% AA 0 oC; 24,90% AA
aktif tanpa aktivasi fisik terhadap emisi
300 oC; 22,85% AA 350 oC; 18,18% AA
ketiga gas tersebut adalah 21,5% untuk
400 oC. Kadar abu dan karbon terikat
gas CO; 21,4% untuk gas NO; 25,0 %
tidak memenuhi persyaratan Standar
untuk gas NOx. Arang aktif sekam padi
Nasional Indonesia (SNI), dengan nilai
yang diaktivasi pada suhu 300
o
C
C.
Sementara kadar zat
kadar abu 50,16% AA 0 oC; 47,50% AA
300 oC; 49,36% AA 350 oC; 50,91% AA
memiliki daya serap tertinggi terhadap
400 oC. Sementara kadar karbon terikat
gas, yaitu 52,5% untuk gas CO; 76,2%
10,64% AA 0 oC; 20,40% AA 300 oC;
untuk gas NO; 77,3 % untuk gas NOx.
o
o
21,49% AA 350 C; 28,02% AA 400 C. Arang
aktif
sekam
padi
dapat
menurunkan konsentrasi emisi CO, NO, dan NOx secara signifikan. Semakin tinggi suhu aktivasi arang aktif, maka semakin besar daya serapnya. Suhu 400 oC merupakan suhu aktivasi terbaik
UCAPAN TERIMAKASIH Penulis menyampaikan terima kasih kepada analis Laboratorium Kimia Analitik Jurusan Kimia FMIPA Unhas dan kepada semua pihak yang membantu sehingga penelitian ini dapat terlaksana
bagi arang aktif sekam padi karena
DAFTAR PUSTAKA 1. Angreni, A., 2013, Studi Kasus: Kebijakan Mobil Murah, (http://academia.edu). 2. Apriyanti, E., 2011, Adsorpsi CO2 menggunakan Zeolit Sintetis 4A: Aplikasi pada Pemurnian Produk Biogas, Tesis tidak diterbitkan, Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Semarang. 3. Arisma, D., 2010, Pengaruh Penambahan Reheater pada Knalpot terhadap Emisi Gas Buang CO Sepeda Motor Yamaha Jupiter Z Tahun 2004, Fakultas Keguruan dan Ilmu Pendidikan, Universitas Sebelas Maret, Surakarta. 4. Badan Pusat Statistik, 2013, Produksi Padi, Jagung, dan Kedelai, (www.bps.go.id). 5. Budiyono, A., 2010, Pencemaran Udara: Dampak Pencemaran Udara pada Lingkungan, Berita Dirgantara, 2 (1). 6. Dahlan, B., 2012, Studi Awal Penggunaan Limbah Kayu Matoa (Pometia sp) sebagai Bahan Dasar
Pembuatan Karbon Aktif untuk Adsorpsi Limbah Timbal(II), Skripsi tidak diterbitkan, Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Negeri Papua, Manokwari. 7. Danarto, Y.C., Samun, T., 2008, Pengaruh Aktivasi Karbon dari Sekam Padi pada Proses Adsorpsi Logam Cr(VI), Jurnal Ilmu dan Teknologi Hasil Hutan, (online), 7 (1); 13 – 16. 8. Faradina, E. dan Setiawati, N., 2010, Regenerasi Minyak Jelantah Dengan Proses Bleaching Menggunakan Adsorben Arang Aktif, Laporan Penelitian Program StudiTeknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Lambung Mangkurat, Banjarbaru. 9. Fauziah, N., 2009, Pembuatan Arang Aktif secara Langsung dari Kulit Acacia mangium Wild dengan Aktivasi Fisika dan Aplikasinya sebagai Adsorben, Departmen Hasil Hutan, Fakultas Kehutanan, IPB, Bogor. 10. Hastuti, E. dan Utami, T., 2008, Potensi Ruang Terbuka Hijau dalam Penyerapan CO2 di Permukiman, Jurnal Permukiman, 3 (2).
11. Hsu, S.T., dan Pan, T.C., 2013, Adsorption of Paraquat using Methacrylic Acid Modified Rice Husk, Biosource Technology, 3617 – 3621. 12. Irawan, R.M.B., 2008, Pengaruh Methanol terhadap Pengurangan Emisi Gas Buang Carbon Monoksida pada Kendaraan Motor Bensin, Traksi, (online), 6 (1); 39 – 46. 13. Jasman, 2011, Uji Coba Arang Aktif Sekam Padi sebagai Media Filtrasi dalam Menurunkan Kadar Fe pada Air Sumur Bor di Asrama Jurusan Kesehatan Lingkungan Manado, JKL, 1 (1); 49 – 53. 14. Kalensun, A.G., Wuntu, A.D., dan Kamu, V.S., 2012, Isoterm Adsorpsi Toluena pada Arang Aktif Strobilus Pinus (Pinus merkusii), Jurnal Ilmiah Sains, 12 (2); 100 – 104. 15. Murshid, G., Shariff, A.M., Keong,L.K., Bustam, M.A., 2011, Thermo Physical Analysis of 2amina-2-methyl-1-propanol Solvent for Carbondioxide Removal, Skripsi tidak diterbitkan, Jurusan Teknik Kimia, Universitas Teknologi PETRONAS, Perak, Malaysia. 16. Puspita, Y.V.D., Ibnu, M.S., dan Wonorahardjo, S., 2013, Karakterisasi dan Uji Kemampuan Serbuk Ampas Kelapa Asetat sebagai Adsorben Belerang Dioksida, Jurnal Kimia. 17. Satmoko, M.E.A., 2013, Pengaruh Variasi Temperatur, Cetakan terhadap Karakteristik Briket Kayu Sengon pada Tekanan Kompaksi 6000 psig, Skripsi tidak diterbitkan, Program Studi Teknik Mesin, Fakultas Teknik, Universitas Negeri Semarang, Semarang. 18. Shackley, S., Carter, S., Knowles, T., Middelink, E., Haefele, S., Sohi, S., Cross, A., dan Haszeldine, S., 2011, Sustainable gasification–biochar systems? A case-study of rice-husk
gasification in Cambodia, Part I: Context, chemical properties, environmental and health and safety issues, Energy Policy Journal, 10; 1 – 10. 19. Singh, S.R., dan Singh, A.P., 2012, Treatment of Water Containing Chromium (VI) Using Rice Husk Carbon As a Newlow Cost Adsorbent, Int. J. Environ. Res., 6 (4); 917 – 924. 20. Sihotang, A.A.A., dan Dian, S.P., 2009, Pemanfaatan Limbah Sekam Padi menjadi Arang Aktif sebagai Adsorben. 21. Sitorus, T.K., 2009, Pengaruh Penambahan Silika Amorf dari SekamPadi terhadap Sifat Mekanis dan Sifat Fisis Mortar, Skripsi tidak diterbitkan, Departemen Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Sumatera Utara, Medan. 22. Sukarsono, S., 2004, Kajian Pengurangan SO2 Dan NOx Dari Gas Buang Hasil Pembakaran Dengan Akselerator, Ganendra, 3 (1). 23. Sumantri, T. dan Halim, A., 2010, Pengaruh Penambahan Additive terhadap Kemurnian dan Ukuran Hydroxyapatite Powder dengan Metode Flame Spray Pyrolysis, Skripsi tidak diterbitkan, Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh November, Surabaya. 24. Sunardi dan Nurliani, 2008, Pemanfaatan Arang Aktif Sekam Padi dengan Aktivator Natrium Karbonat (Na2CO3) 5% untuk Mengurangi Kadar Besi (Fe) dalam Air Ledeng, Jurnal Teknologi Hasil Hutan, (23); 99 – 104. 25. Widayanti, Isa, I., dan Aman, L.O., 2012, Studi Daya Aktivasi Arang Sekam Padi pada Proses Adsorpsi Logam Cd, Jurnal Kimia, 6 (5); 1 – 7.
26. Yahaya, N.K.E.M., Latif, M.F.P.M., Abustan, I., dan Ahmad, M.A., 2010, Effect of Preparation Conditions of Activated Carbon Prepared from Rice Husk by ZnCl2 Activation for Removal of Cu(II) from Aqueous Solution, International Journasl of Engineering and Technology IJETIJENS, 10 (6); 28-32.
27. Zakir, M., 2013, Adsorption of Lead(II) and Copper(II) Ions on Rice Husk Activated Carbon Under Sonication, Makalah disajikan dalam Simposium Internasional Teknik Kimia dan Bioproses, Yogyakarta, 25–28 Juni.
