Bab IV : Hasil dan Pembahasan
IV.2 Hasil Penelitian dan Pembahasan
Pengolahan Limbah Kulit Pisang sebagai karbon aktif. Hasil penelitian yang dilakukan terhadap karbon aktif dengan beberapa aktivator dan waktu aktivasi yang dijalankan dengan tujuan mengetahui kemampuan adsorbsi dengan mengikuti persyaratan SII untuk karbon aktif, diperoleh hasil sebagai berikut:
Tabel 5. Hasil analisa Kadar Air karbon aktif dalam % berat
Waktu aktivasi (jam) Aktifator (2N) KOH H2SO4 ZnCl2 ½ 3,288 0,0197 2,916 1 3,186 0,108 5,76 1 ½ 6,489 0,862 5,172 2 6,94 2,6 6,359 2 ½ 8,928 3,06 6,97
Gambar 2. Hubungan antara Waktu Aktivasi (jam) dengan % Kadar Air Waktu Aktivasi (jam)
% Kad
a
Pembahasan :
Berdasarkan gambar 2 menunjukkan bahwa semakin lama waktu aktivasi, kadar air cenderung semakin tinggi. Besarnya kadar air ini selain disebabkan terjadinya peningkatan sifat higroskopis arang aktif terhadap uap air, juga disebabkan terjadinya pengikatan molekul air oleh 6 atom karbon yang telah diaktivasi. Apabila hasil ini dibandingkan dengan arang aktif komersial sebesar 10,105%, maka kadar air hasil penelitian masih lebih rendah.Syarat mutu karbon aktif untuk kadar air adalah maksimal 15% (SII 0258-88) sedangkan hasil analisa kadar air karbon aktif kulit pisang , berkisar antara 0,0197% - 8,928%.
Tabel 6. Hasil analisa Uji Daya Serap terhadap Iod karbon aktif dalam % berat Waktu aktivasi (jam) Aktifator (2N) KOH H2SO4 ZnCl2 ½ 22,842 22,842 22,842 1 30,456 30,456 21,319 1 ½ 34,26 38,07 22,842 2 30,456 43,78 26,649 2 ½ 38,07 45,684 30,456
Gambar 3. Hubungan antara Waktu Aktivasi (jam) dengan % Uji Daya Serap Terhadap Iod Pembahasan:
Pada gambar 3 menunjukkan bahwa kemampuan adsorbsi karbon aktif cenderung meningkat, hal ini dikarenakan semakin lama waktu aktivasi maka semakin kuat pengaruhnya larutan aktivator tersebut mengikat senyawa-senyawa tar sisa karbonisasi untuk keluar melewati mikro pori-pori dari kulit pisang. Proses perendaman dengan aktivator pada dasarnya dilakukan untuk mengurangi kadar tar, sebagai akibatnya pori-pori pada arang aktif semakin besar atau dengan kata lain luas permukaan arang aktif semakin bertambah. Semakin luas permukaan arang aktif maka semakin tinggi daya adsorpsinya. Hal tersebut dibuktikan dengan semakin meningkatnya daya adsorpsi arang terhadap iod.
Pada hasil uji daya serap iodine menunjukkan H2SO4 memiliki kemampuan adsorpsi yang mengalami peningkatan lebih tampak, jika dibandingkan dengan KOH nilai bilangan iodinenya lebih kecil. Sedangkan jika dibandingkan dengan ZnCl2, ZnCl2 memiliki sifat korosif sehingga kemampuan adsorpsinya terhambat. Syarat mutu karbon aktif untuk daya serap terhadap I2 adalah minimal 20% (SII 0258-88) , sedangkan hasil analisa daya serap terhadap I2 untuk karbon aktif dari kulit pisang berkisar antara 22,842% - 45,684%. Jika dibandingkan dengan arang aktif komersial sebesar 21,784% maka hasil uji daya
Waktu Aktivasi (jam)
% Uji Day a Sera p Terha d a p Io d
Karbon Aktif dari Tanah Gambut oleh Sani didapatkan nilai daya serap terhadap I2 sebesar 21,88% dapat disimpulkan bahwa karbon aktif dari limbah kulit pisang memiliki kemampuan adsorbsi yang lebih maksimal.
Tabel 7. Hasil analisa Volatile Matter karbon aktif dalam % berat Waktu aktivasi (jam) Aktifator (2N) KOH H2SO4 ZnCl2 ½ 9,212 11,518 9,584 1 11,814 12,392 8,526 1 ½ 9,398 15,805 10,212 2 11,242 16,630 7,926 2 ½ 11,072 16,170 9,697
Gambar 4. Hubungan antara Waktu Aktivasi (jam) dengan % Volatile Matter Waktu Aktivasi (jam)
% V o lat ile Matte r
Pembahasan :
Pada gambar 4 menunjukkan bahwa semakin lama waktu aktivasi semakin meningkat volatille matternya. Tinggi rendahnya vollatile matter yang dihasilkan menunjukkan bahwa permukaan arang aktif masih ditutupi oleh senyawa non karbon sehingga mempengaruhi kemampuan daya serapnya. Dimana hasil arang aktif komersial sebesar 16,5%. Syarat mutu karbon aktif untuk vollatile matter (bagian yang hilang pada pemanasan 950oC) adalah maksimal 25% (SII 0258-88), sedangkan hasil analisa vollatile matter karbon aktif dari kulit pisang berkisar 7,926%-16,630%.
Tabel 8. Hasil analisa Kadar Abu karbon aktif dalam % berat Waktu aktivasi (jam) Aktifator (2N) KOH H2SO4 ZnCl2 ½ 2 2,2 3,1 1 4,5 8 2,8 1 ½ 5 4 3 2 6,3 9,25 3,5 2 ½ 7 10 5
Gambar 5. Hubungan antara Waktu Aktivasi (jam) dengan % Kadar Abu
Pembahasan :
Pada gambar 5 menunjukkan bahwa semakin lama waktu aktivasi semakin meningkat kadar abunya. Tingginya kadar abu yang dihasilkan, dapat mengurangi daya adsorpsi arang aktif, karena pori arang aktif terisi oleh mineral-mineral logam seperti magnesium, kalsium, kalium. Peningkatan kadar abu ini menunjukkan adanya proses oksidasi lebih lanjut terutama dari partikel halus. Apabila hasil ini dibandingkan dengan arang aktif komersial sebesar 5,17%.Syarat mutu karbon aktif untuk kadar abu adalah maksimal 10% (SII 0258-88), sedangkan hasil analisa kadar abu karbon aktif dari kulit pisang berkisar 2%-10%.
Waktu Aktivasi (jam)
% Kad
a
Tabel 9. Hasil analisa Fixed Carbon karbon aktif dalam % berat Waktu aktivasi (jam) Aktifator (2N) KOH H2SO4 ZnCl2 ½ 87,52 95,9503 86,685 1 84,02 89,8916 87,94 1 ½ 82,39 92,91 90,026 2 78,96 81,446 81,33 2 ½ 73,159 73,34 76,645
Gambar 6. Hubungan antara Waktu Aktivasi (jam) dengan % Fixed Carbon
Pembahasan :
Pada gambar 6 menunjukkan bahwa kondisi fixed karbon terbaik pada waktu aktivasi ½ jam. Tinggi rendahnya kadar karbon terikat yang dihasilkan selain dipengaruhi oleh tinggi rendahnya kadar abu dan zat terbang juga dipengaruhi oleh kandungan selulosa dan lignin yang dapat dikonversi menjadi atom karbon. Apabila hasil ini dibandingkan dengan arang aktif komersial sebesar 68,225%, maka kadar karbon hasil penelitian masih lebih tinggi. Semakin
Waktu Aktivasi (jam)
% Fixed
C
a
rb
rendahnya kadar karbon ini menunjukkan banyak atom karbon yang bereaksi dengan uap air menghasilkan gas CO dan CO2. Hasil analisa fixed karbon dari kulit pisang berkisar 73,34%-95,9503%.
Dari hasil karbonisasi kulit pisang didapatkan nilai kesempurnaan karbon 96,56%. Hal ini menunjukkan bahwa kulit pisang terkarbonisasi hampir sempurna karena waktu dan suhu karbonisasi yang ditetapkan sesuai dengan kondisi kulit pisang sebagai bahan baku.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
V.1 KESIMPULAN
1. Dari hasil analisa yang kami peroleh untuk nilai kesempurnaan dari keseluruhan karbonisasi dari kulit pisang mencapai 96,56%.
2. Dari hasil analisa yang kami peroleh untuk penyerapan yang terbaik terhadap iodine adalah pada waktu aktivasi 2 ½ jam untuk aktivator H2SO4 sebesar 45,685%.
3. Karbon aktif dari limbah kulit pisang memiliki kemampuan adsorbsi yang lebih maksimal dengan bahan baku yang lebih ekonomis.
V.2 SARAN
1. Dapat dilakukan penelitian lebih lanjut dengan menggunakan pengolahan lain dengan variabel-variabel berbeda.
2. Pada waktu perendaman sebaiknya digunakan larutan asam kuat sebagai aktivator.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2012. http://www.wikipedia.co.id/Asam_Sulfat
Anonim.2012.http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/18537/4/Chapter2
0II.pdf
Anonim.2012. http://www.wikipedia.co.id/Zinc_Clorida
Arindyah Kusmartanti.2007. Pengaruh Suhu Terhadap Penurunan Kadar Abu
Tepung Beras Dengan Menggunakan Alat Furnace. Jurnal Teknik Kimia UPN,
Surabaya
Iriani, Bakti. 1998. Pembuatan Katalis Logam tembaga dengan Pengembangan
Karbon Aktif Bentuk Dehidrasi n-Amilalkohol, Tesis Fakultas Pasca Sarjana
UGM, Yogyakarta
Kurniati, Nurul.2011. Pengaruh Konsentrasi Aktivator HCl dan KOH Terhadap Kualitas
Karbon Aktif dari Bambu. Politeknik Negeri Sriwijaya
LIPI,1998/1999.http://www.dekindo.com/content/teknologi/PembuatanArangAktif
DariTempurungKelapa.htm
M, Jeanette.1996. Pengembangan Pembuatan Arang Aktif dari Tempurung
Kelapa, 26 – 27. Balai Penelitian dan Pengembangan Industri. Departemen
Perindustrian Manado
Nugroho.2010.http://ngraho.wordpress.com/tag/tanaman-pisang/
Othmer, Kirk .1992. Ensiklopedia Of Chemical Technology, 2nd Edition - Volume 22, John Willy and Sons . New York
Othmer, Kirk. 1964. Ensyclopedia Of Chemical Technology, 3rd Edition – Volume 4, John Willy and Sons . New York
PDII-LIPI. 2011. http://www.pdii.lipi.go.id/
P, Cheremisinoff, and Ellerbusch.F. 1978. Carbon Adsorption Hand Book, 1-4. Science Published Inc, Michigan
Salamah,Siti. 2008. Pembuatan Karbon Aktif Dari Kulit Buah Mahoni Dengan
Perlakuan Perendaman Dalam Larutan KOH
Sani,2011. Pembuatan Karbon Aktif dari Tanah Gambut. Jurnal Teknik Kimia UPN, Surabaya
Sutiyono,dkk.2006. Pemanfaatan Kulit Kemiri Untuk Pembuatan Arang Aktif
Dengan Cara Pirolisis. Jurnal Teknik Kimia UPN, Surabaya
Trihendradi, Cornelius, dan J.B. Widiadi. 1997. Pembuatan Karbon Aktif
Menggunakan Methode Chemical Impregnating Agent dengan Bahan Baku Serbuk Gergaji dari Pohon Kelapa dan Pengujian terhadap Penurunan Parameter Fenol. Jurusan Teknik Lingkungan FTSP – ITS
Wawan Junaidi.2009. http://rangminang.web.id/2010/06/adsorpsi/ Widodo,M, 2008.
APPENDIKS
Kadar Air
M= M2-M3
M2-M1 x 100
M= Kandungan air yang dianalisa (%) M1= Berat kertas saring
M2= Berat kertas saring dan contoh sebelum dioven M3= Berat kertas saring dan contoh setelah dioven
Dari hasil analisa Kadar Air untuk penggunaan aktifator KOH dengan waktu aktivasi ½ jam didapatkan data sebagai berikut:
M1 = 0,5283 gr M2 = 1,5623 gr M3 = 1,5283 gr M=1,5623-1,5283 1,5623-0,5283x 100 M= 3,288 % Vollatile Matter VM= m2-m3 m2-m1 x 100 - M
VM= Kandungan zat terbang (vollatile matter dalam %) m1= Berat metal plate
m2= Berat metal plate dan contoh sebelum dipanaskan m3= Berat metal plate dan contoh setelah dipanaskan M= Kandungan air setelah dianalisa
Dari hasil analisa Vollatile Matter untuk penggunaan aktifator KOH dengan waktu aktivasi ½ jam didapatkan data sebagai berikut:
m1 = 77,55 gr m2 = 78,75 gr m3 = 78,6 gr M = 3,288 % VM=78,75 – 78,6 78,75 – 77,55 x 100 - 3,288 Kadar Abu
Kadar Abu= Berat Abu
Berat Contoh x 100
Dari hasil analisa Kadar Abu untuk penggunaan aktifator KOH dengan waktu aktivasi ½ jam didapatkan data sebagai berikut:
Berat Abu = ( Berat cawan + Isi ) – m1 = 77,57 – 77,55 = 0,02 gr Berat Contoh = 1 gr
Kadar Abu= 77,57 – 77,5
1 x 100
Kadar Abu= 2 %
Uji Serap Daya Iod
Daya Serap=(a-b) x N Na2S2O3x berat atom iodium x volume I2
berat sample x 1000 x 5 x 100
Dari hasil analisa Uji Daya Serap untuk penggunaan aktifator KOH dengan waktu aktivasi ½ jam didapatkan data sebagai berikut:
a= Volume titrasi blanko (ml) b= Volume titrasi karbon aktif (ml)
Daya Serap= (0.4-0.25) x 0.1 x 126.9 x 30
0.05 x 1000 x 5 x 100
Daya Serap= 22,842 %
Fixed Carbon
Fixed Carbon = 100 – (kadar air + kadar abu + VM) (dalam %)
Dari hasil analisa Fixed Carbon untuk penggunaan aktifator KOH dengan waktu aktivasi ½ jam didapatkan data sebagai berikut:
Fixed Carbon = 100 – (3.288 + 2 + 9.2) = 87.52 %