TINJAUAN PUSTAKA
B. Jenis – jenis Adsorben berdasarkan luas permukaan
Beberapa jenis adsorben berdasarkan luas permukaan, antara lain:
1. Activated Carbon merupakan bahan microcrystalline yang dibuat dengan cara penguraian termal dari kayu, tumbuhan, cangkang, batubara, dsb.
mempunyai luas area 300-1200 m2/g dengan diameter pori rata-rata 10 sampai 60 A.
2. Silica Gel dibuat dari sodium silicate dengan luas permukaan 400-800 m2/g dengan diameter pori rata-rata 20-50 A.
3. Activated Alumina mempunyai luas permukaan 200-500 m2/g dengan pori rata-rata 20-140 A.
4. Molecular Sieve Zeolite digunakan untuk memisahkan hidrokarbon dan campurannya. Memiliki ukuran pori 3-10 A.
(a) Silika gel (b) Zeolit
(c) Karbon Aktif (d) Alumina
Gambar 2.2. Jenis-jenis adsorben (a) Silika gel, (b) Zeolit, (c) Karbon Aktif dan (d) Alumina [7].
2.2.2 Syarat-syarat adsorben yang baik,
Adapun syarat – syarat adsorben yang baik antara lain:
1. Mempunyai daya serap yang tinggi
2. Berupa zat padat yang mempunyai luas permukaan yang besar 3. Tidak boleh larut dalam zat yang akan diadsorpsi
4. Tidak boleh mengadakan reaksi kimia dengan campuran yang akan dimurnikan 5. Tidak beracun
6. Tidak meninggalkan residu berupa gas yang berbau 7. Mudah didapat dan harganya murah [12].
2.2.3 Kriteria Adsorben untuk Menjadi Adsorben Komersil
Kriteria yang harus dipenuhi suatu adsorben untuk menjadi adsorben komersial adalah :
1. Memiliki permukaan yang besar/unit massanya sehingga kapasitas adsorpsinya akan semakin besar pula.
2. Secara alamiah dapat berinteraksi dengan adsorbat pasangan 3. Ketahanan struktur fisik yang tinggi
4. Mudah diperoleh, harga tidak mahal, tidak korosif dan tidak beracun 5. Tidak ada perubahan volume yang berarti selama proses adsorpsi 6. Mudah dan ekonomis untuk diregenerasi [12].
2.3 SILIKA GEL
Silika gel adalah senyawa hasil polimerisasi asam silikat, yang terdiri atas globula – globula SiO4 tetrahedral yang tersusun secara tidak teratur dan beragregasi membentuk kerangka tiga dimensi yang lebih besar [29].
Di alam senyawa silika ditemukan dalam beberapa bahan alam, seperti pasir, kuarsa, gelas, dan sebagainya. Silika sebagai senyawa yang terdapat di alam berstruktur kristalin, sedangkan sebagai senyawa sintetis adalah amorph. Silika gel merupakan salah satu bahan kimia berbentuk padatan yang banyak dimanfaatkan sebagai adsorben. Hal ini disebabkan oleh mudahnya produksi dan juga beberapa kelebihan yang lain, yaitu : sangat inert, hidrofilik, mempunyai kestabilan termal dan mekanik yang tinggi serta relatif tidak mengembang dalam pelarut organik jika dibandingkan dengan padatan resin polimer organik. Kualiatas yang berkaitan
dengan pemanfaatannya ditentukan oleh berbagai faktor, yaitu struktur internal, ukuran partikel, porositas, luas permukaan, ketahanan dan polaritasnya. Sifat sebagai penjerap yang disebut juga sifat adsorptif adalah karena adanya situs aktif pada permukaan.
Kegunaan silika gel yang lazim adalah sebagai penjerap uap air pada penyimpanan bahan – bahan yang bersifat higroskopis, atau mudah menjerap uap air seperti berbagai produk makanan dan juga obat – obatan. Pada silika gel yang digunakan sebagai penjerap uap air biasanya ditambahkan senyawa kobalt sebagai indikator untuk mengetahui kapasitas uap air yang terjerap [30].
2.4 ALUMINA
Alumina adalah Al2O3 yang masih mengandung beberapa gugus OH. Alumina aktif dibuat dengan menhidratkan AlO(OH) atau Al(OH)3 pada suhu 6000C mempunyai sifat penyerapan yang kuat dan sebagian digunakan sebagai katalisator.
Jenis alumina dalam bentuk amorf, kristal murni, adalah hidrat alumina yang berbeda kemurniannya, baik fisik maupun kandungan airnya.
Penggunaan yang paling banyak dari alumina adalah sebagai pengering gas dan cairan. Alumina aktif adalah zat padat yang besar affinitasnya terhadap air. Pada pengeringan tertentu dan kondisi yang baik, alumina dapat mengeringkan sampai kelembapan sisa volum 1 ppm. Alumina ini dipakai terutama pada kromatografi adsorpsi.
2.5 ZEOLIT
Zeolit merupakan sekelompok mineral yang terdiri dari oksida rangkap Al2O3, SiO2 , Fe2O3 , CaO dan MgO. Mineral ini banyak terdapat di dalam batuan sedimen, terutama kristal dari kelompok aluminium dan silikat. Zeolit merupakan bahan alam yang banyak terdapat di Indonesia, sehingga sangat diperlukan pengetahuan dan penelitian mengenai zeolit alam itu sendiri serta cara-cara pengolahannya [13].
Perlu dilakukan aktivasi terlebih dahulu terhadap zeolit agar dapat digunakan menggunakan zeolit sebagai adsorben, karena zeolit masih memiliki banyak pengotor yang menyumbat pori-porinya. Proses aktivasi dapat dilakukan baik secara fisika yaitu dengan pemanasan pada suhu tinggi, ataupun secara kimia yang dapat dilakukan dengan menggunakan asam-asam mineral atau basa-basa kuat [14].
Zeolit telah diketahui mampu bertindak sebagai adsorben (penyerap), mekanismenya melalui proses pengikatan senyawa dan molekul tertentu yang hanya terjadi dipermukaan. Zeolit dapat menjerap dalam jumlah yang cukup besar meskipun pada konsentrasi rendah. Khususnya bila diaplikasikan sebagai adsorben pada alat pengering, zeolit mempunyai afinitas yang tinggi terhadap uap airserta menjerap air dengan melepas panas laten penjerapan yang cukup tinggi [15]. Struktur zeolit juga dapat melakukan adsorpsi dan absorbsi terhadap senyawa H2O, CO2, SO2, H2S [16].
Namun sebelum digunakan zeolit alam harus diaktivasi untuk meningkatkan sifat-sifat khususnya sebagai adsorben serta menghilangkan pengotor. Bila akan digunakan sebagai adsorben air, maka pilihan proses aktivasi yang dapat digunakan adalah aktivasi dengan basa atau panas. Zeolit memiliki volume rongga antara 0,05 sampai 0,30 cm3/gram dan dapat dipanaskan sampai 5000C tanpa harus kehilangan kemampuan adsorpsi dan regenerasinya [7]. Proses aktivasi dengan panas dapat dilakukan pada suhu antara 200-5000C selama beberapa jam [21].
2.6 PENGERING BAKI (TRAY DRAYER)
Pengering baki (tray dryer) disebut juga pengering rak atau pengering kabinet, dapat digunakan untuk mengeringkan padatan bergumpal atau pasta, yang ditebarkan pada baki logam dengan ketebalan 10-100 mm. Cara pengeringan jenis baki atau wadah adalah dengan meletakkan material yang akan dikeringkan pada baki yang langsung berhubungan dengan media pengering. Pengeringan ini digunakan untuk mengeringkan bahan-bahan yang tidak boleh diaduk secara termal, Sehingga didapatkan hasil yang berupa zat padat yang kering. Pengering baki sering digunakan untuk laju produksi kecil.
Gambar 2.3 Tray dryer Merek Armfield yang Digunakan di Laboratorium Operasi Teknik Kimia Universitas Sumatera Utara
Pada gambar 2.3 merupakan tray dryer yang digunakan di laboratorium operasi teknik kimia Universitas Sumatera Utara. Tipe pengering ini beroperasi secara batch dengan menggunakan arus listrik sebagai sumber panas. Terdapat pengontrol air flow dan pengontrol suhu sesuai keinginan pemakainya yang biasanya dari sekala 1-10.
2.7 PENGUJIAN KARAKTERISTIK PERMUKAAN MENGGUNAKAN BRENAUER-EMMET-TELLER (BET)
BET adalah aturan untuk adsorpsi fisika oleh molekul-molekul gas pada suatu permukaan padat. Konsep BET merupakan metode pengembangan dari teori Langmuir yang digunakan untuk adsorpsi molekular monolayer, menjadi adsorpsi molekular multilayer dengan asumsi sebagai berikut:
Molekul gas yang teradsorp secara fisik pada permukaan solid pada banyak lapisan.
Tanpa adanya interaksi antar tiap lapisan adsorpsi
Analisa BET digunakan untuk mengetahui luas permukaan, diameter pori, dan volume pori desikan [33].
17