BAB VI. DAFTAR PUSTAKA
Lampiran 6. Hasil Pengukuran EDX arang aktif dari sekam + CuSO 4
BAB I. PENDAHULUAN
1.1 Latar BelakangPadi merupakan salah satu bahan makanan pokok yang paling banyak dikonsumsi oleh penduduk Indonesia. Berdasarkan data Departemen Pertanian, konsumsi beras penduduk Indonesia hingga saat ini mencapai 139 kilogram (kg) per kapita per tahun (Deptan, 2011). Hal ini mendorong perluasan lahan sawah untuk memenuhi kebutuhan pangan dalam negeri. Data Badan Pusat Statistik (BPS) tahun 2010 menyebutkan bahwa luas panen padi di Indonesia mencapai 13,24 juta ha dengan produksi sebesar 66.40 juta ton/ha (BPS, 2011).
Nilai ekonomi dari usaha padi saat ini masih terfokus pada peningkatan kuantitas padi yang dihasilkan, sedangkan untuk pemanfaatan limbah produksi padi belum terlalu diperhatikan. Salah satu limbah produksi padi yang jumlahnya sangat banyak adalah sekam padi. Xiong et al. (2009) menyatakan bahwa tiap ton produksi padi akan menghasilkan 200 kg (20%) sekam padi. Hingga saat ini sekam padi belum dimanfaatkan secara optimal. Pemanfaatan sekam padi seperti untuk abu gosok dan media tumbuh tanaman masih bernilai ekonomi rendah. Untuk itu dibutuhkan suatu cara baru agar sekam padi dapat dirubah menjadi produk yang lebih bermanfaat dan memiliki nilai ekonomi tinggi. Pemanfaatan sekam padi yang selama ini sudah dikembangkan di Indonesia antara lain sebagai bahan pengeras batu bata, bahan campuran pembuatan beton, dan sebagai bahan amelioran. Pemanfaatan lain yang dapat dikembangkan dari sekam padi dan memiliki nilai ekonomi tinggi adalah arang aktif.
Arang aktif atau biasa disebut karbon aktif adalah senyawa karbon hasil pembakaran bahan alami yang mengandung karbon dan memiliki ruang pori, dimana ruang pori tersebut berukuran sangat kecil. Biasanya arang aktif digunakan untuk menyaring air dan udara serta menghilangkan bau (Marsh dan Fransisco, 2006). Penggunaan arang aktif di Indonesia akan terus meningkat seiring dengan terus bertambahnya industri-industri yang membutuhkan air bersih dalam pengoperasiannya. Karbon aktif sebagai absorben memiliki potensi aplikasi yang cukup luas dan paling banyak digunakan baik untuk kebutuhan rumah
tangga maupun industri. Hal ini membuat kebutuhan terhadap karbon aktif akan semakin meningkat.
Pemilihan sekam padi sebagai bahan baku arang aktif didasari oleh kandungan silika di dalamnya. Sekam padi yang telah dibakar mengandung 20-25% ruang yang berisi silika, dan pengamatan dengan mikroskop polarisasi menunjukkan bahwa arang sekam padi mengandung pori-pori yang berisi silika berukuran sangat kecil dan jumlahnya cukup banyak. Bila silika tersebut dapat dilarutkan maka diharapkan pori-pori yang sebelumnya tertutup oleh silika menjadi terbuka sehingga memiliki luas permukaan yang cukup besar. Hal ini menunjukkan bahwa arang sekam padi berpotensi untuk digunakan sebagai bahan baku arang aktif.
Pada umumnya silika dapat dilarutkan pada kondisi pH sangat rendah atau pada pH yang sangat tinggi. Oleh karena itu penelitian ini dilakukan untuk menentukan metode yang tepat guna melarutkan silika pada arang sekam agar mampu membentuk pori-pori sehingga luas permukaanya semakin besar dan dapat berfungsi sebagai arang aktif.
1.2 Tujuan
Penelitian ini bertujuan untuk membuat arang aktif dari sekam padi dengan metode pelarutan silika guna meningkatkan nilai ekonomi sekam padi.
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Sekam PadiSekam padi adalah kulit buah padi berupa lapisan keras yang meliputi
kariopsis, terdiri dari dua belahan yang disebut lemma dan palea yang saling bertautan. Pada proses penggilingan beras sekam akan terpisah dari butir beras dan menjadi bahan sisa atau limbah penggilingan. Sekam dikategorikan sebagai biomassa yang dapat digunakan untuk berbagai kebutuhan seperti bahan baku industri, pakan ternak, dan energi atau bahan bakar. Dari proses penggilingan padi biasanya diperoleh sekam sekitar 20-30% dari bobot gabah. Di Indonesia, jumlah sekam dapat mencapai 13,2 juta ton per tahun (Deptan, 2011).
Sekam memiliki Bulk Density (BD) rendah dengan kadar abu tinggi, berkisar 18 sampai 22% (Bharadwaj, Wang, Sridhar, and Arunachalam, 2004). Menurut Houston (1972) sekam padi mengandung 13.2-29.0% bahan inorganik, dimana komponen utama bahan inorganik ini merupakan abu sekam padi yang sebagian besar tersusun dari silika (SiO2). Hasil analisis komposisi kimia abu
sekam padi disajikan pada Tabel 1.
Tabel 1. Komposisi kimia abu sekam
Komponen % Berat SiO2 86.90-97.30 K2O 0.58-2.50 Na2O 0.00-1.75 CaO 0.20-1.50 MgO 0.12-1.96 Fe2O3 0.00-0.54 P2O5 0.20-2.84 SO3 0.10-1.13 Cl 0.00-0.42 Sumber: Houston (1972)
Hasil analisis dari Sardi (2006) menunjukkan bahwa kandungan silika (SiO2) pada sekam padi memiliki kandungan tertinggi setelah karbon (C). Ketika
dibakar sekam tidak mengalami penyusutan sampai suhu 200°C. kemudian menyusut dengan cepat pada suhu 200-4000C, menyusut perlahan pada 400-800°C, dan pada 800°C keatas sudah tidak mengalami penyusutan. Hasil pengamatan Bharadwaj et al. (2004) dalam Pyrolysis of Rice Husk
memperlihatkan hasil Scanning Electron Microscopic (SEM) mengenai partikel sekam padi yang belum dibakar (Gambar 1) dan yang telah mengalami degradasi karena pengaruh suhu akibat proses pembakaran (Gambar 2).
Gambar 1. Penampang melintang sekam utuh yang belum dibakar
Pada Gambar 1 merupakan penampang melintang dari sekam yang belum dibakar dimana terlihat jelas tidak ada pori karena seluruh pori antar matrik terisi oleh silika, terlihat serat yang mengisi ruang antar matrik. Penyusun serat adalah silika, sedangkan matrik terdiri dari selulosa dan lignin. Pada Gambar 2 adalah permukaan sekam padi yang dibakar pada suhu 850˚C yang menunjukkan pori dan benjolan-benjolan yang cukup banyak.
2.2 Silika
Silika merupakan istilah yang digunakan untuk campuran satu atom silikon dengan dua atom oksigen. Hurlbut dan Klein (1977) menyatakan bahwa silika (SiO2) diklasifikasikan kedalam kelas silikat, yaitu masuk dalam kelompok
tektosilikat. Silikat merupakan kelas mineral yang sangat besar dan kelompok penting dari mineral. Silika di alam terdapat dalam dua bentuk, yaitu kristalin dan non-kristalin (amorf). Kuarsa merupakan bentuk silika kristalin yang paling umum dan berlimpah dalam sebagian besar jenis batuan, khususnya granit, batu pasir, kuarsit, dan di dalam pasir. Kristobalit dan tridimit ditemukan dalam batuan volkan. Sementara itu silika non-kristalin (amorf) ditemukan di alam sebagai biogenik silika dan silika gelas yang berasal dari abu volkan.
Shelke, Bhagade, dan Mandavgane (2010) menyebutkan bahwa silika dapat diperoleh dari sekam padi. Dari hasil penelitian yang diperoleh menunjukkan bahwa silika yang terdapat pada arang sekam merupakan
mesoporous silika (berdiameter 2-50 nm), memiliki luas permukaan yang besar dan ukuran partikel yang kecil. Sedangkan menurut Satish (1997) silika pada sekam padi merupakan silika non-kristalin dan sebagian besar memiliki struktur
microporous. Silika memiliki berbagai kegunaan, seperti untuk bahan katalis, campuran pada tinta, bahan pengeras beton, komponen deterjen dan sabun, serta sebagai unsur pengeras pada pembuatan batu bata.
Menurut Sardi (2006) silika yang dihasilkan dari abu sekam padi hasil pembakaran merupakan silika amorf. Neethirajan, Gordon, dan Wang (2009) menyebutkan bahwa akumulasi silika ini biasa disebut phytolits. Endapan dan penyusunan silika terbentuk oleh evaporasi dan metabolsme air dalam tubuh tanaman. Akumulasi silika terdapat pada sitoplasma dan vakuola pada sel
tanaman. Silika pada tanaman memiliki karakteristik membentuk benjolan- benjolan. Macam-macam bentuk phytolits dapat dilihat pada Gambar 3.
Gambar 3. Tipe phytolits berukuran 10-20 µm.
Neethirajan et al. (2009) dalam Potential of silica bodies (phytoliths) for nanotechnology menyatakan bahwa silika amorf dapat diperoleh dari pembakaran sekam padi, jerami atau dari kulit luar buah-buahan. Silika amorf pada umumnya berukuran antara 10-30 µm dan adakalanya berukuran sampai 200 µm. Silika pada sekam padi dapat dipecahkan atau dilepaskan di dalam larutan yang mengandung alcohol [NR4)8, (R=Me,CH2CH2OH), dan secara normal akan
membentuk anion octasilicat.
Mengingat komponen arang sekam padi yang mengandung sebagian besar silika dan tersebar secara merata, maka jika silika tersebut dapat dilarutkan diharapkan akan menghasilkan ruang kosong atau pori dalam jumlah besar sehingga luas permukaan yang dihasilkan akan lebih besar. Proses serapan (absorpsi) akan meningkat dengan semakin besarnya luas permukaan karena kontak antar permukaan satu partikel dengan partikel lainnya semakin tinggi (Tan, 1998).
2.3 Arang Aktif (Activated Carbon)
Arang aktif (Activated Carbon) adalah senyawa hasil pembakaran yang mengandung karbon dan memiliki ruang pori, dimana ruang pori tersebut
berukuran sangat kecil (berdimensi atom) dan sulit digambarkan karena bentuknya sangat beragam. Efektivitas karbon aktif sangat tergantung dengan porositasnya. Pori tersebut terbentuk dari atom karbon yang saling berikatan sehingga membentuk celah diantara iktan-ikatan tersebut (Marsh dan Fransisco, 2006).
Pada dasarnya seluruh bahan yang mengandung karbon yang berasal dari tumbuh-tumbuhan atau bahan mineral dapat dirubah menjadi arang aktif. Proses pembentukan arang aktif melalui dua tahap yaitu karbonisasi kemudian diikuti tahap aktivasi. Pada tahap karbonisasi akan menghasilkan arang aktif dengan daya absorban rendah, karena ruang pori yang dihasilkan masih kecil. Selain itu juga menghasilkan senyawa tar yang dapat menutup pori. Pada arang aktif berbahan aktif kayu, bahan aktivasi yang sering digunakan antara lain asam fosfat, seng klorida, dan kalium sulfida (Kurniadi dan Hasani, 1996).
Mengolah arang menjadi arang aktif pada prinsipnya adalah membuka pori-pori arang agar menjadi luas. Arang aktif disusun oleh atom karbon yang terikat secara kovalen dalam kisi heksagonal dimana molekulnya berbentuk amorf
yaitu merupakan pelat-pelat datar. Konfigurasi molekul berbentuk pelat-pelat ini bertumpuk satu sama lain dengan gugus hidrokarbon pada permukaannya. Dengan menghilangkan hidrogen dan bahan aktif (gugus hidrokarbon), maka permukaan dan pusat aktif menjadi luas. Hal ini mengakibatkan kemampuan absorben arang aktif juga semakin meningkat (BSN, 2011).
2.4 Jenis Karbon Aktif
Menurut Manocha (2003) karbon aktif merupakan produk yang kompleks dan sulit untuk diklasifikasikan berdasarkan perilaku, karakteristik permukaan, dan cara pembuatannya. Namun, beberapa klasifikasi secara umum telah dibuat berdasarkan karakteristik fisik karbon aktif.
2.4.1 Karbon aktif serbuk
Karbon aktif serbuk umumnya diproduksi dari bahan baku yang mempunyai struktur yang lemah. Jenis ini memiliki ukuran rata-rata 15 µm – 25 µm. Belakangan karbon aktif serbuk digunakan pada pengolahan air untuk air minum dan air limbah. Biasanya karbon aktif serbuk digunakan dalam fase cair
yang berfungsi untuk memindahkan zat-zat pengganggu yang menyebabkan warna dan bau yang tidak diharapkan.
2.4.2 Karbon aktif granul
Jenis ini biasanya diproduksi dari bahan baku yang memiliki struktur keras seperti tempurung kelapa, tulang, dan batubara. Ukuran partikel karbon aktif granul berbeda-beda tergantung pada aplikasinya. Biasanya digunakan untuk proses pada fase gas yang berfungsi untuk memperoleh kembali pelarut, pemisahan, dan pemurnian gas. Untuk aplikasi pada fase gas ukuran granul yang sering digunakan adalah 4 mm – 6 mm.
2.4.3 Karbon aktif fiber
Karbon aktif fiber memiliki ukuran yang lebih kecil dari karbon aktif serbuk. Sebagian besar memiliki ukuran diameter rata-rata 7 µm – 15 µm. Aplikasi karbon aktif fiber biasanya digunakan dalam bidang perlakuan udara seperti penangkapan larutan.
2.4.4 Karbon aktif molecular sieves
Aplikasi utama karbon aktif jenis ini adalah pada proses pemisahan nitrogen dan oksigen dalam udara. Karbon aktif molecular sieves merupakan suatu material yang menarik sebagai model karbon aktif karena memiliki ukuran yang kecil dan seragam.
2.5 Standar Kualitas Arang Aktif
Kualitas arang aktif tergantung dari jenis bahan baku, teknologi pengolahan, cara pengerjaan, dan ketepatan penggunaannya. Berbagai versi standar kualitas arang aktif telah dibuat oleh negara maju seperti Amerika, Inggris, Korea, Jepang, dan Jerman. Indonesia telah membuat standar mutu arang aktif menurut Standar Industri Indonesia yaitu SII 0258-79 yang direvisi menjadi SNI 06-3730-1995. Meskipun demikian, beberapa industri atau instansi membuat persyaratan sendiri dalam menerima kualitas arang aktif yang ditawarkan. Standar mutu arang aktif yang berkualitas disajikan pada Tabel 2.
Tabel 2. Standar mutu arang aktif
Jenis Pengujian Persyaratan
Kadar Abu Maksimum 2,5% Kadar Air Maksimum 10%
pH 6-8
Daya Serap Biru Metilena Minimum 120 mg/g Bagian yang tidak diperarang Tidak Nyata
Sumber : Standar Nasional Indonesia (SNI 1995)
2.6 Kegunaan Arang Aktif
Arang aktif merupakan material yang unik dan serbaguna, karena memiliki luas permukaan yang besar dan derajat reaktivitas permukaan yang tinggi. Aplikasi penting karbon aktif senantiasa digunakan untuk menghilangkan bau, warna, rasa, dan zat-zat yang tidak diharapkan pada pengolahan air untuk air minum dan air limbah pada industri, pemurnian gas pada lingkungan tertentu seperti industri kimia dan industri makanan. Selain itu arang aktif juga digunakan dalam bidang kedokteran untuk membasmi bakteri yang sudah diketahui jenisnya (Manocha, 2003).
Dalam bidang farmasi, arang aktif digunakan untuk menyerap kotoran berupa koloid dan berfungsi sebagai filter sehingga proses pemutihan pada waktu kristalisasi dapat dipercepat. Dibidang kesehatan arang aktif berfungsi untuk menarik senyawa beracun yang berasal dari makanan. Selain itu seiring dengan masuknya abad komunikasi elektronik, penelitian arang aktif lebih difokuskan kepada bidang karbon nano yang bersifat porous, suatu teknologi yang mempunyai prospek dan nilai ekonomis tinggi untuk dikembangkan (BSN, 2011).
BAB III. BAHAN DAN METODE
3.1 Waktu dan Tempat Penelitian
Pelaksanaan penelitian dilakukan dari bulan Februari dan berakhir pada bulan Agustus 2011. Proses pembuatan dan pengujian arang aktif dilakukan di Laboratorium Pengembangan Sumberdaya Fisik Lahan, Departemen Ilmu Tanah dan Sumberdaya lahan, Fakultas Pertanian, Institut Pertanian Bogor. Selain itu penulis juga berkerja sama dengan Laboratorium Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan, Departemen Kehutanan Republik Indonesia.
3.2 Bahan dan Alat
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah sekam padi, larutan HCl, larutan NaOH, akuades, biru metilena, arang aktif komersial, asam asetat, CuSO4, Ba(OH)3, dan bahan – bahan pendukung lainnya. Peralatan untuk
pembuatan arang aktif meliputi mortar, neraca digital, ayakan 65 mesh (210µm),
drying oven, muffle furnance, shaker, peralatan bantu lainnya seperti botol plastik, kertas saring, kain lap dan lain-lain. Sedangkan peralatan karakterisasi arang aktif adalah Diferential Thermal Analysis (DTA), Mikroskop polarisasi, Scanning Electron Microscope (SEM), Spektrofotometri UV-Vis, pH-meter, Energy Dispersive X-ray Analysis (EDX), serta peralatan pendukung lainnya.
3.3 Metode Penelitian
Proses pembuatan dan karakterisasi arang aktif dari sekam padi melalui teknik pelarutan silika dilakukan secara eksplorasi di laboratorium. Penelitian dilakukan dengan beberapa tahapan meliputi persiapan peralatan dan bahan-bahan yang digunakan, serta pembuatan arang aktif. Proses pembuatan arang aktif meliputi beberapa tahapan penting, yaitu tahap pembakaran, aktivasi, dan karakterisasi (pengujian). Karakterisasi dan pengujian bertujuan untuk mengetahui kualitas arang aktif yang dihasilkan. Tahapan pembuatan arang aktif dari sekam padi dapat dilihat pada diagram Gambar 4.
Gambar 4. Diagram alir tahapan pembuatan arang aktif dari sekam padi
3.3.1 Proses Pembakaran
Pembakaran sekam dilakukan dengan oksigen rendah agar dihasilkan arang sekam berkualitas. Teknik pembakaran diilustrasikan pada Gambar 5.
Keterangan gambar: A : Pipa berlubang B : Posisi sekam C : Penyangga pipa D : Posisi api
Gambar 5. Skema proses pembakaran sekam
Pembakaran sekam dilakukan dengan oksigen terbatas agar dihasilkan arang sekam berkualitas. Untuk menjaga agar tidak terjadi pembakaran sempurna, maka
A
D B C
Bahan Baku (Sekam Padi)
Pembuatan Arang
Arang Sekam Telah Dilarutkan Silikanya
Karakterisasi dan Pengujian
Kadar Abu, DTA, SEM, Uji Absorpsi, Kadar Air, pH
Arang Aktif Pelarutan Silika:
sekam dijaga agar tetap dalam kondisi lembab. Arang sekam kemudian dicuci dan dikeringkan pada ruangan terbuka.
3.3.2 Proses Aktivasi (pelarutan silika pada arang sekam)
Sebelum diaktivasi, arang sekam terlebih dahulu dihaluskan dengan menggunakan mortar dan disaring dengan ayakan 65 mesh (210 µm). Proses aktivasi dilakukan secara eksplorasi dan kualitatif untuk menemukan larutan pereaksi yang paling efektif dalam melarutkan silika. Perlakuan yang diberikan yaitu: kontrol (arang sekam tanpa perlakuan), arang sekam + akuades, arang sekam + HCl, dan arang sekam + NaOH. Perbandingan arang sekam dengan larutan masing-masing yaitu 50 g dalam 250 mL.
3.3.3 Proses Karakterisasi dan Pengujian
3.3.3.1 Analisis Sifat Panas dengan Thermogravimetry and Differential Thermal Analysis (TG/DTA)
Tahap ini merupakan percobaan eksplorasi dan kualitatif untuk menemukan konsentrasi pereaksi yang paling efektif melarutkan silika dengan melihat bobot yang hilang (weight loss). Semakin tinggi nilai weight loss, menunjukkan bahwa pencucian silika semakin efektif. Nilai yang dihasilkan dari pengukuran menggunakan TG/DTA cukup tepat dan selain itu juga dapat diketahui kadar abunya.
3.3.3.2 Pengamatan Struktur dan Bentuk Permukaan Arang Aktif
Pengamatan dilakukan dengan menggunakan mikroskop polarisasi dan
Scanning Electron Microscope (SEM) untuk melihat karakteristik pori-pori yang terdapat pada arang sekam sebelum dan sesudah pelarutan silika. Spesimen yang diamati meliputi arang sekam padi, arang aktif dari sekam padi, dan arang aktif komersial sebagai pembanding.
3.3.3.3 Pengujian Absorpsi Arang Aktif
Pengujian dilakukan dengan membandingkan daya serap arang aktif berbahan baku sekam padi dengan daya serap arang aktif komersial, dan juga kontrol (arang sekam). Pengujian daya serap ini antara lain dalam kemampuan menjernihkan air dan mengukur seberapa besar keefektifan kerja arang aktif dari sekam padi. Pengamatan dilakukan secara visual dan juga dengan menggunakan
alat uji Spektrofotometri UV-Vis. Larutan yang digunakan dalam pengujian adalah biru metilena. Prosedurnya sebagai berikut :
a. Contoh yang telah dikeringkan dalam oven pada suhu 105ºC selama 60 menit, ditimbang sebanyak 0,1 g ke dalam erlenmeyer 100 mL.
b. Ditambahkan 25 mL larutan biru metilena 1200 ppm ke dalam contoh. c. Larutan tersebut dikocok selama 30 menit, dan disaring dengan kertas saring
berabu.
d. Filtrat dipipet sebanyak 1 mL ke dalam labu ukur 100 mL, kemudian ditera dengan akuades.
e. Diukur serapan contoh dengan spektrofotometer pada λ 620 nm. Daya Serap Biru Metilena (mg/gram)
= ( ) Keterangan :
C = Konsentrasi methylene blue setelah diserap dengan arang aktif (mg/L)
3.3.3.4 Kadar Air
Arang sekam yang telah berhasil menjadi arang aktif kemudian diukur kandungan airnya secara gravimetri. Prosedurnya sebagai berikut :
a. Cawan porselin kosong dimasukkan dalam oven 105ºC selama 60 menit, kemudian disimpan dalam desikator dan setelah dingin ditimbang dengan neraca analitik.
b. Contoh ditimbang sebanyak 3 kali ulangan di dalam cawan porselin yang telah diketahui bobotnya.
c. Cawan berisi contoh dimasukkan ke dalam oven pada suhu 105ºC selama 3 jam, kemudian didinginkan di dalam desikator.
d. Cawan berisi contoh ditimbang hingga diperoleh bobot tetap. Kadar Air (%) = ! ("# #$%& "#"%'())*#+,#-.+,(+ ! / +! ) x 100%
3.3.3.5 Penetapan pH
Derajat kemasaman arang aktif ditentukan dengan cara melarutkan 1 g arang aktif dalam 10 mL akuades dan dipanaskan pada suhu 60ºC - 80ºC selama
15 menit, setelah larutan menjadi dingin, dilakukan penyaringan dan diukur pH filtratnya menggunakan pH-meter.
3.3.3.6 Uji Potensi sebagai Carrier Pupuk Mikro
Arang aktif yang telah dihasilkan direndam dengan menggunakan larutan CuSO4 1N kira-kira selama 3 jam dengan perbandingan 5 g arang aktif dalam 25
mL, kemudian dicuci dengan akuades hingga bebas sulfat. Untuk mengetahui apakah arang aktif telah bebas sulfat digunakan larutan Ba(OH)3 sebagai
indikator. Bila sudah tidak terbentuk endapan saat hasil pencucian diberi Ba(OH)3
maka arang aktif telah terbebas dari sulfat.
Arang aktif kemudian diukur kadar abunya dan dibandingkan dengan arang aktif yang tidak direndam (sebagai kontrol). Peningkatan kadar abu menunjukkan bahwa arang aktif mampu mengikat unsur mikro yang diberikan. Untuk membuktikan bahwa unsur mikro telah benar-benar terikat pada arang aktif, maka dilakukan pengamatan dengan Scanning Electron Microscope (SEM) dan Energy Dispersive X-ray Analysis (EDX).
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil Pembuatan Arang Aktif dari Sekam PadiArang sekam yang telah diaktivasi disebut arang aktif. Arang aktif yang diperoleh memiliki ukuran seragam (210 µm) setelah sebelumnya dilakukan penggerusan dan penyaringan, seperti terlihat pada Gambar 6.
Gambar 6. Arang aktif dari bahan baku sekam padi
Kemurnian arang aktif sebagai absorben merupakan salah satu faktor yang dapat mempengaruhi kualitas absorben dalam hal kemampuan daya absorpsi. Untuk itu dibutuhkan arang aktif yang permukaannya bersih dari kotoran dan kontaminan.
4.2 Hasil Pelarutan Silika
Hasil pelarutan silika pada arang sekam dengan berbagai perlakuan disajikan pada Tabel 3. Semakin tinggi nilai kehilangan bobot yang dihasilkan menunjukkan bahwa proses pelarutan silika semakin efektif.
Tabel 3. Hasil pelarutan silika pada arang sekam padi dengan berbagai perlakuan
No Perlakuan Berat Arang Awal (mg) Berat Arang Akhir (mg) Kehilangan Bobot (%) Kadar Abu (%) 1 Kontrol 26.50 12.09 54.37 45.63 2 Akuades 33.80 14.98 55.68 44.32 3 HCl 31.90 25.27 20.80 79.20 4 NaOH 22.60 0.48 97.89 2.11
Berdasarkan Tabel 3 diketahui bahwa kehilangan bobot (weigth loss) terbesar terdapat pada perlakuan NaOH yakni 97.89%. Hal ini menggambarkan bahwa kandungan silika pada arang sekam dengan perlakuan NaOH telah tercuci dengan baik. Hasil tersebut juga menggambarkan bahwa larutan NaOH merupakan larutan yang paling efektif dalam melarutkan silika pada sekam padi. Kadar abu yang diperoleh dari pengukuran pada perlakuan NaOH sebesar 2.11%, telah memenuhi persyaratan Standar Nasional Indonesia (SNI 1995) yang mensyaratkan bahwa kadar abu pada arang aktif adalah maksimum 2.5%.
4.3 Analisis Sifat Panas (TG/DTA)
Pengukuran dengan Thermogravimetry and Differential Thermal Analysis
(TG/DTA). Hasil analisis TG/DTA kontrol (arang sekam) dapat dilihat pada Gambar 7.
Gambar 7. Kurva TG/DTA arang sekam kontrol
Kontrol merupakan arang sekam tanpa perlakuan, yaitu hasil yang diperoleh secara langsung dari proses pembakaran sekam. Berdasarkan Gambar 7 dapat diketahui bahwa contoh arang sekam yang dibakar sampai 1000ºC
mempunyai kehilangan bobot sebesar 54.37% yang berarti mempunyai kandungan abu 45.63%. Proses kehilangan bobot terjadi dalam tiga bentuk, yakni kehilangan air yang terjadi pada suhu sekitar 30-150ºC, kemudian kehilangan bahan organik pada suhu sekitar 150-450ºC, dan kehilangan bahan lainnya pada suhu diatas 450ºC. Proses kehilangan air pada pengukuran merupakan reaksi endotermik yang ditunjukkan oleh kurva dan mempunyai puncak endotermik pada daerah sekitar 81ºC. Sedangkan puncak eksotermik pada daerah sekitar 425ºC.
Hasil pengukuran TG/DTA pada arang sekam dengan perlakuan akuades tidak menunjukkan perbedaan yang berarti terhadap kontrol. Kurva TG/DTA