II. TINJAUAN PUSTAKA
2.4 Arang Aktif
2.4.5 Kegunaan Arang Aktif
Arang aktif umumnya dapat digunakan sebagai bahan penjerap, pembersih atau pemurni, dan juga sebahagian kecil sering digunakan sebagai katalisator (Gheek et al. 2007; Zawadzki & Wisniewski 2007). Menurut Sartamtomo et al. (1997), arang aktif dapat digunakan sebagai bahan pemucat (penghilang zat warna), penyerap logam, gas dan juga untuk pemurnian pada industri, seperti minyak, asam sitrat, gula, monosodium glutamat, dan lain-lain. Manocha (2003) menyatakan arang aktif digunakan untuk pengembangan teknologi, misalnya sebagai adsorben, katalis, penyerap gas alam,
kontrol fasa gas dan cair di lingkungan, penjernihan air dan sumber energi. Beberapa tujuan penggunaan arang aktif untuk berbagai keperluan ditunjukkan pada Tabel 3.
Tabel 3 Penggunaan arang aktif secara umum
No. Maksud/Tujuan Pemakaian
Untuk Gas:
Pemurnian gas Desulfurisasi, menghilangkan gas beracun, bau busuk, asap Pengolahan LNG Desulfurisasi dan penyaringan berbagai bahan mentah dan
reaksi gas
Katalisator Reaksi katalisator atau pengangkut vinil klorida dan asetat 1.
Lain-lain Menghilangkan bau dalam kamar pendingin dan mobil Untuk Zat Cair:
Industri obat dan makanan
Menyaring dan menghilangkan warna, bau, rasa yang tidak enak pada makanan
Minuman ringan, minuman keras
Menghilangkan warna, bau pada arak/minuman keras dan minuman ringan
Kimia perminyakan Penyulingan bahan mentah, zat perantara
Penjernih air Menyaring/menghilangkan bau, warna, zat pencemar dalam air, sebagai penukaran resin dalam alat/ penyulingan air
Pembersih air buangan
Mengatur dan membersihkan air buangan dan pencemar, warna, bau, logam berat
Penambakan udang dan benur
Pemurnian, menghilangkan bau dan warna 2.
Pelarut yang digunakan kembali
Penarikan kembali berbagai pelarut, sisa metanol, etil asetat, dan lain-lain
Lain-lain:
Pengolahan pulp Pemurnian dan menghilangkan bau Pengolahan pupuk Pemurnian
Pengolahan emas Pemurnian 3.
Penyaringan minyak makan dan glukosa
Menghilangkan bau, warna, dan rasa tidak enak (Sumber: LIPI 1999)
Produk arang aktif lebih 70% digunakan di sektor industri, seperti industri gula, sirop, minyak, air minum, kimia dan farmasi. Di samping juga digunakan untuk keperluan kenderaan bermotor untuk menyerap bau sebagai pengganti pewangi yang menggunakan bahan-bahan kimia. Penggunaan arang aktif sebagai adsorben fasa gas dalam suatu industri kimia berfungsi untuk mengikat kembali uap pelarut dengan jalan mengalirkannya ke dalam suatu wadah yang berisi arang aktif. Uap pelarut yang sudah terikat dapat dilepas lagi dengan cara mengalirkan uap air pada tekanan tinggi.
Umumnya adsorpsi uap pelarut dilakukan pada suhu normal, dan jumlah uap air yang dialirkan sebanyak 3 kali jumlah uap pelarut yang diserap (Fuertes et al. 2003).
Harris (1999) menyatakan arang aktif sangat penting dalam penjernihan air dan udara. Beberapa publikasi lain melaporkan arang aktif sangat efektif sebagai adsorben dalam pengolahan air guna menghilangkan kontaminan, seperti ion-ion Co2+ dan Sr2+; mikropolutan organik seperti trihalometana, trinitrotoluena, p-klorofenol, dan klorin (Marinovic et al. 2005), 4), fenol (Srivastava et al. 2006; Daifullah & Girgis 1998). Arang aktif merupakan adsorben yang cukup potensial dalam mengadsorpsi ion-ion logam berat, misalnya ion Cu2+ (Sayan 2006), Pb2+ (Machida et al. 2005), dan Hg2+ (Maroto-Valer et al. 2005). Di samping itu, arang aktif dapat mengadsorpsi anion surfaktan, seperti alkil benzena sulfonat (ABS), dan dodekil benzena sulfonat (DBS) yang biasanya mencemari air (Sibelzor 2004), dan kation dari campuran surfaktan resorsinol/formaldehida (Nishiyama et al. 2005).
Penggunaan arang aktif sebagai katalis pada berbagai macam reaksi kimia dapat dilakukan melalui pengembangannya dengan logam-logam, antara lain Pt, Pd, Ag, Au, dan Co (Yang et al. 2005; Yu et al. 2005). Salah satu reaksi hidrogenasi penting yang berlangsung dengan bantuan katalis arang aktif dan platina ialah reaksi hidrogenasi orto-nitroklorobenzena seperti digambarkan pada Gambar 7.
Gambar 7 Reaksi hidrogensasi orto-nitroklorobenzena yang berlangsung dengan bantuan katalis arang aktif dan platina (Cheng-Juri et al. 2005).
Hasil penelitian Poage et al. (2000) yang mencampurkan arang aktif ke dalam makanan tambahan domba, ternyata dapat mencegah domba tersebut dari keracunan rumput liar yang pahit (Hymenoxys odorata) yang diketahui mengandung senyawa seskuiterpen lakton himenokon. Selanjutnya Villalba et al. (2002) melaporkan
campuran makronutrien dan arang aktif pada tumbuhan semak-semak (Artemisia tridentate Nutt) merupakan makanan tambahan yang kaya energi dan dapat menangkal racun bagi domba dan kambing. Penambahan arang aktif dan antibiotik dapat menyerap racun yang dikeluarkan E. coli dari anak sapi (Bali et al. 2000). Di samping itu, arang aktif yang ditambah logam perak atau perak klorida mempunyai kemampuan sebagai antibakteri terhadap E. coli atau S. aureus (Shuixia et al. 2001).
Penambahan arang aktif ke dalam kultur media mikrospora Brassica oleracea, Brassica juncea, dan Brassica napus dapat meningkatkan produksi embrio (Prem et al. 2004; Zhang et al. 2004). Arang aktif dapat mendeaktivasi kontaminan pestisida yang terdapat di dalam tanah dengan dosis antara 100-400 kg/ha (Miller & McCarty 2002). Manfaat lain pada penambahan arang aktif ke dalam tanah adalah dapat meningkatkan total organik karbon dan mengurangi biomassa mikroba, respirasi, dan agregasi serta pengaruh pembekuan cahaya pada tanah, karena arang aktif dapat menjerap dan menyimpan panas (Weil et al. 2003). Gerard & Barthelemy (2003) melaporkan arang aktif telah digunakan di beberapa negara untuk menjerap residu pestisida pada proses penjernihan air untuk mendapatkan air minum yang bebas pestisida.
Hasil penelitian Gusmailina et al. (2001) dan Gusmailina & Pari (2002), menunjukkan bahwa arang dan arang aktif dapat digunakan untuk membangun kembali kesuburan lahan kritis yang miskin hara. Keuntungan pemberian arang, antara lain memperbaiki sirkulasi air dan udara di dalam tanah, sehingga dapat merangsang pertumbuhan akar dan memberikan habitat untuk pertumbuhan semai tanaman. Lebih lanjut, Gusmailina et al. (2000) mengatakan bahwa penambahan arang dan arang aktif bambu meningkatkan pertumbuhan tinggi anakan Eucalyptus urophylla lebih baik dibandingkan kontrol, namun pertumbuhannya akan lebih baik lagi, bila pada waktu penanaman arang dicampur dengan kompos.
Pengaruh terbaik terhadap pertumbuhan anakan Pinus merkusii yaitu pada pemberian kompos dan arang kompos masing-masing 30% (Komarayati et al. 2003). Pemberian arang kompos serasah tusam dan arang kompos campuran dengan konsentrasi 40% dapat meningkatkan panjang akar dan berat total anakan mahoni (Komarayati 2004). Kandungan hara arang dan arang aktif dari beberapa bahan baku disajikan pada Tabel 4.
Tabel 4 Kandungan hara arang dan arang aktif beberapa bahan baku
Kandungan Unsur Hara (ppm)
Arang Arang Aktif
Komponen Tempurung Kemiri Bambu Tempurung Kemiri Bambu Serbuk Gergaji N 200 300 100 200 600 P 140 300 400 400 9800 K 960 1200 2100 2100 2800 Ca 6070 1600 500 500 1200 Mg 1370 1500 900 900 3100 (Sumber: Gusmailina et al. 2000)
Menurut Hernandez-Apaolaza et al. (2005), beberapa material sampah, seperti campuran kulit kayu cemara, serabut kelapa, dan kompos dapat digunakan sebagai substrat untuk meningkatkan produksi tanaman hias. Penggunaan arang aktif juga menunjukkan pengaruh sangat nyata terhadap pertumbuhan akar dan bobot biomassa tanaman pule landak, serta pengembangan stek tanaman Capsicum annuum (Ciner & Tipirdamaz 2002), juga mencegah pembusukan akar pada tanaman melon (Nischwitz et al. 2002). Di samping itu, arang dapat merangsang aktivitas dan merupakan tempat berkembang biak mikroorganisme (Komarayati & Indrawati 2003).