PEMANFAATAN ARANG AKTIF SEKAM PADI (Oriza Sativa) SEBAGAI ADSORBEN PADA PENINGKATAN KUALITAS
MINYAK GORENG BEKAS
SKRIPSI
YOSUA PINEM 090801027
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
PEMANFAATAN ARANG AKTIF SEKAM PADI (Oriza Sativa) SEBAGAI ADSORBEN PADA PENINGKATAN KUALITAS
MINYAK GORENG BEKAS
SKRIPSI
Diajukan untuk melengkapi tugas dan memenuhi syarat mencapai gelar Sarjana Sains
YOSUA PINEM 090801027
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
DAFTAR ISI
Daftar Grafik vii
Daftar Lampiran
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 5
2.1 Minyak Goreng 5
2.2 Minyak Goreng Bekas 6
2.3 Kualitas Minyak Goreng 7
2.3.1 Berat Jenis 8
2.3.2 Penentuan Kadar Air Pada Minyak 8
2.3.3 Asam Lemak Bebas 9
2.3.4 Penentuan Angka Peroksida 9
2.4 Arang Aktif 10
2.4.1 Sifat – Sifat Karbon Aktif 13
2.4.2 Proses Pembuatan Arang Aktif 13
2.4.3 Aktivasi 14
2.4.3.1 Aktivasi Secara Kimia 14
2.4.3.2 Aktivasi Secara Fisika 15
2.4.4 Pengujian Kualitas Karbon Aktif 16
2.5 Adsorbsi 18
2.6 Sekam Padi 19
BAB III METODE PENELITIAN 21
3.1 Tempat dan Waktu Penelitian 21
3.2.1 Alat 21
3.2.2 Bahan 21
3.3 Prosedur Penelitian 22
3.3.1 Proses Pengarangan Sekam Padi 22
3.3.2 Proses Pengaktivan Karbon Aktif 22
3.3.3 Uji Kualitas Karbon Aktif 23
3.4 Pemurnian Minyak Goreng 24
3.5 Analisa Kualitas Minyak Goreng Bekas 25
3.4 Diagram Alir Penelitian 27
3.4.1 Diagram Pembuatan Arang Sekam Padi 28
3.4.2 Diagram Aktivasi Karbon Aktif Sekam Padi 29 3.4.3 Diagram Analisa Kualitas Karbon Aktif Sekam Padi 30 3.4.4 Diagram Analisa Kadar Zat Mudah Menguap 31 3.4.5 Diagram Pemurnian Minyak Goreng Bekas 32
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN 32
4.1 Hasil 32
4.1.1 Hasil Pengujian Kualitas Arang Aktif 32 4.1.2 Hasil Pengujian Kualitas Minyak Goreng Bekas Sebelum 32
Penambahan Karbon Aktif
4.1.3 Hasil Pengujian Kualitas Minyak Goreng Sesudah
Penambahan Karbon Aktif 33
4.1.3.1 Hasil Pengujian Berat Jenis 33
4.1.3.2 Hasil Pengujian Kadar Air 35
4.1.3.3 Hasil Pengujian Kadar Asam Lemak Bebas 37 4.1.3.4 Hasil Pengujian Bilangan Peroksida 39
4.2 Pembahasan 41
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 43
5.1 Kesimpulan 43
5.2 Saran 44
DAFTAR PUSTAKA 45
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1 SNI 01-3741-2002 7
Tabel 2.2 Syarat mutu karbon aktif 12
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Kualitas Arang Aktif Sekam Padi 31 Tabel 4.2 Hasil Pengujian Kualitas Minyak Goreng Bekas32
Tabel 4.3 Hasil Pengujian berat jenis minyak goreng murni32
DAFTAR GRAFIK
Halaman Grafik 4.1 Hubungan antara waktu dan massa arang aktif vs berat jenis 33
Minyak goreng bekas
Grafik 4.2 Hubungan antara waktu dan massa arang aktif vs kadar air 35 Minyak goreng bekas
Grafik 4.3 Hubungan antara waktu dan massa arang aktif vs asam lemak 37 Bebas Minyak goreng bekas
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran A 47
Lampiran B 49
PEMANFAATAN ARANG AKTIF DARI SEKAM PADI (Oryza sativa) SEBAGAI ADSORBEN PADA PENINGKATAN KUALITAS
MINYAK GORENG BEKAS
ABSTRAK
Telah dilakukan penelitian tentang pemurnian minyak goreng bekas dengan adsorben dari sekam padi. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui bagaimana kemampuan arang aktif sekam padi dalam proses adsorbsi minyak goreng bekas. Tujuan lainnya adalah untuk mengetahui waktu yang paling tepat dari antara range waktu yang digunakan untuk proses adsorbsi minyak goreng bekas dengan menggunakan arang aktif dari sekam padi. Arang aktif yang dibuat dengan membakar sekam padi dan diaktivasi menggunakan H3PO4 5% dengan suhu aktivasi 800oC. Arang aktif yang diperoleh digunakan untuk mengadsorbsi minyak goreng bekas dengan variasi jumlah arang aktif sebanyak 5, 10 da 15 gram. Arang aktif dan minyak goreng yang sudah dicampurkan tersebut diadsorbsi dengan variasi waktu 40, 60 dan 80 menit menggunakan magnetic stirrer. Setelah disaring, minyak goreng tersebut dianalisa berat jenis, kadar air, kadar asam lemak bebas dan bilangan peroksida. Hasil penelitian menunjukkan bahwa berat karbon aktif dan waktu kontak merupakan variabel yang berpengaruh. kondisi yang relatif baik diperoleh pada berat karbon aktif 15 gram dan waktu kontak 80 menit dengan perolehan berat jenis 0,9004 g/l, kadar air 0,075%, kadar asam lemak bebas sebesar 0,2335% dan bilangan peroksida 0,07 meq/gr.
THE USE OF ACTIVATED CARBON FROM HUSK RICE ( Oryza sativa ) as an adsorbent OF USED COOKING OIL PURIFICATION
ABSTRACT
Has done research on the purification of used cooking oil with the adsorbent from rice husk. This study aims to determine how the ability of activated charcoal rice husk in the adsorption process used cooking oil. Another aim was to determine the most appropriate time of the time range that is used to process used cooking oil adsorption using activated carbon from rice husk. Activated charcoal made by burning rice husk and activated using H3PO4 5% to the activation temperature of 800oC. Activated charcoal obtained is used to adsorb used cooking oil by varying the amount of activated charcoal as many as 5, 10 da 15 grams. Activated charcoal and cooking oil that has been mixed is adsorbed by the time variation of 40, 60 and 80 minutes using a magnetic stirrer. Once filtered, the oil is analyzed density, moisture content, free fatty acid and peroxide. The results showed that the weight of activated carbon and contact time are variables that influence. relatively good shape is obtained on the weight of activated carbon 15 grams and 80 minutes contact time with the acquisition of density 0,9004 g / l, the water content of 0.075%, free fatty acid content of 0,2335% and 0.07 meq peroxide / gr.
BAB I PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Minyak goreng adalah salah satu kebutuhan pokok masyarakat Indonesia dalam rangka pemenuhan kebutuhan sehari-hari. Minyak goreng yang kita konsumsi sehari-hari juga sangat erat kaitannya dengan kesehatan kita. Minyak goreng berfungsi sebagai media penghantar panas, penambah rasa gurih, serta memperbaiki cita rasa makanan dan menambah nilai gizi dan kalori dalam bahan pangan. Minyak goreng juga berfungsi sebagai sumber dan pelarut dan vitamin – vitamin A, D, E, dan K. minyak terdapat pada hampir semua bahan pangan dengan kandungan yang berbeda-beda.
Menggoreng pada suhu tinggi dalam waktu tertentu dan penggunaan minyak goreng berkali-kali akan menurunkan mutu minyak goreng yang antara lain ditunjukkan oleh warna yang semakin gelap dan bau tengik yang ditimbulkan. Selain itu adanya peroksida dan senyawa karbonil pada minyak goreng yang sudah rusak dapat menyebabkanmakanan gorengan mengandung banyak lemak dan kolestrol yang sering kali memicu berbagai macam penyakit seperti jantung coroner dan toksinitas kronis terhadap kesehatan manusia.Seharusnya minyak menjadi zat makanan yang penting untuk menjaga kesehatan tubuh manusia. Selain itu minyak juga merupakan sumber energi yang lebih efektif dibandingkan karbohidrat dan protein. Satu gram minyak dapat menghasilkan 9 kkal, sedangkan karbohidrat dan protein hanya menghasilkan 4 kkal/gram. Tingginya tingkat konsumsi minyak goreng yang mencapai lebih dari 2,5 juta ton per tahun atau lebih dari 20 kg per tahun per orang. Sebanyak 49 % dari total permintaan minyak goreng di Indonesia berasal dari rumah tangga dan sisanya untuk keperluan industri maupun restoran. Maka dari itu, perlu dilakukan upaya-upaya untuk penanggulangan masalah minyak goreng bekas agar tidak semakin membahayakan kesehatan masyarakat, tidak mencemari lingkungan serta meningkatkan nilai ekonomis minyak bekas dengan cara yang baik dan aman.
Oleh karena itu perlu diteliti adsorben yang mampu memperbaiki mutu minyak goreng yang telah digunakan untuk menggoreng.
Adsorben adalah bahan yang memiliki daya serap atau dapat mengadsorpsi warna, gas, zat tertentu yang memiliki kandungan racun dan zat kimia lain yang tidak menguntungkan. Karbon aktif adalah arang yang telah diolah lebih lanjut pada suhu 800º-1000˚C, sehingga pori-porinya terbuka dan dengan demikian daya serapnya tinggi sehingga dapat digunakan sebagai bahan adsorben.
Pada penelitian kali ini adsorben yang di gunakan adalah karbon aktif dari sekam padi,mengingat Indonesia adalah Negara agraris yang mayoritas penduduknya bermata pencarian bertani.Berhubung karena makanan pokok di Indonesia adalah nasi, Maka petani Indonesia tak jarang menanam padi.Dari padi yang mereka hasilkan hanya biji padi yang dimanfaatkan sementara sekam nya menjadi limbah.untuk mengatasi hal tersebut pada penelitian ini sekam padi tersebut akan dimanfaatkan sebagai karbon aktif sehingga sekam padi tidak menjadi limbah kedepannya.Untuk itu penulis tertarik untuk melakukan penelitian mengenai “Pemanfaatan Arang Aktif Dari Sekam Padi (Oryza Sativa) Sebagai AdsorbenPada Peningkatan Kualitas Minyak Goreng Bekas”.
1.2 Rumusan Masalah
Rumusan masalah dari penelitian yang akan dilakukan adalah:
1. Bagaimana kualitas arang aktif Sekam Padi dengan suhu aktivasi 8000C
1.3 Batasan Masalah
Adapun batasan masalah yang digunakan dalam penelitian ini adalah :
1. Media aktivasi arang aktif sekam padi dengan asam fosfat 5% pada suhu 8000C
2. Variasi kadar arang aktif pada pencampuran minyak goreng bekas adalah 5, 10, dan 15 gram
3. Variasi waktu kontak pencampuran arang aktif dengan minyak goreng bekas adalah 40 menit, 60 menit dan 80 menit.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Untuk mengetahuikualitas arang aktif sekam padi setelah diaktivasi dengan suhu 8000C.
2. Untuk mengetahui kualitas minyak goreng bekas sebelum dan setelah penambahan kadar karbon aktif serta untuk mengetahui kemampuan arang aktif sekam padi terhadap peningkatan kualitas minyak goreng.
1.5 Manfaat Penelitian
Adapun manfaat dari penelitian ini adalah :
1. Memberikan data informasi tentang kemampuan karbon aktif dalam meningkatkan kualitas dan penjernihan warna minyak goreng bekas sehingga untuk selanjutnya minyak goreng tersebut dapatdimanfaatkan secara aman.
2. Memberikan informasi kepada masyarakat untuk mendapatkan suatu bahan alternatif yang murah, mudah dan sederhana untuk meningkatkan kualitas minyak goreng bekas.
1.6 Sistematika Penulisan
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini menguraikan tentang latar belakang,rumusan masalah,batasanmasalah,tujuan penelitian,manfaat penelitian dan sistematika penulisan.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Bab ini menguraikan tentang minyak goreng,minyak goreng bekas, kualitas minyak goreng, arang aktif dan adsorbsi
BAB III METODE PENELITIAN
Bab ini berisi tentang metode penelitian yakni, alat- alat dan bahan yang digunakan serta prosedur percobaan.
BAB IV METODE PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN
Bab ini menguraikan data penelitian yang diperoleh peneliti, dan menerangkan pengolahan data serta hasil dari penelitian.
BAB V PENUTUP
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Minyak Goreng
Minyak goreng adalah minyak yang telah mengalami proses pemurnian yang meliputi degumming, netralisasi, pemucatan dan deodorisasi. Secara umum komponen utama yang sangat menetukan mutu minyak adalah asam lemaknya, karena asam lemak menentukan sifat kimia maupun stabilitas minyak.
Lemak dan minyak merupakan suatu trigliserida yang terbentuk dari kondensasi satu molekul gliserol dengan tiga molekul asam lemak. Lemak dan minyak sebagai bahan pangan dibagi menjadi dua, yaitu lemak yang siap dikonsumsi tanpa dimasak misalnya mentega, dan lemak yang dimasak bersama-sama bahan pangan atau dijadikan sebagai medium penghantar panas dalam memasak bahan pangan misalnya minyak goreng (Ketaren, 1986).
Dalam proses menggoreng minyak berfungsi sebagai penghantar panas sehingga proses pemanasan menjadi lebih efisien dibandingkan proses pemanggangan dan perebusan. Proses penggorengan akan meningkatkan cita rasa, kandungan gizi dan daya awet serta menambah nilai kalori bahan pangan (Winarno, 1997).
Pada proses penggorengan oksigen dapat mengoksidasi minyak dengan cepat. Minyak termasuk salah satu anggota dari golongan lipid, yaitu merupakan lipid netral. Minyak merupakan trigliserida yang tersusun atas tiga unit asam lemak, berwujud cair pada suhu kamar (25°C) dan lebih banyak mengandung asam lemak tidak jenuh sehingga mudah mengalami oksidasi. Sedangkan lemak adalah gliserida yang berbentuk padat pada suhu kamar (Wikipedia 2013).
2.2 Minyak Goreng Bekas
Minyak goreng bekas atau minyak jelantah adalah minyak yang dihasilkan dari sisa penggorengan. Minyak goreng bekas sering juga disebut minyak jelantah. Minyak jelantah dapat menyebabkan minyak berwarna kecoklatan, menimbulkan perubahan rasa makanan serta berasap atau berbusa pada saat penggorengan. Semakin sering digunakan tingkat kerusakan minyak akan semakin tinggi.Kerusakan lemak selama proses penggorengan diakibatkan oleh kontak minyak dan udara pada pemanasan yang berlebihan, kontak minyak dengan bahan pangan dan adanya partikel-partikel yang gosong. Kerusakan ini akan mempengaruhi mutu dan nilai gizi serta penampilan bahan pangan yang digoreng.
Menurut Walujo dalam Hartin, 2008, pemanasan berlebihan pada minyak goreng dapat mengubah asam lemak tak jenuh menjadi gugus peroksida dan senyawa radikal bebas lainnya. Hal ini dapat menimbulkan kanker. Selain itu menggunakan minyak goreng berulang-ulang dapat juga mengubah asam lemak tak jenuh menjadi asam lemak trans. Hal ini dapat meningkatkan lipoprotein LDL dan menurunkan
lipoprotein HDL sehingga bisa meningkatkan resiko jantung koroner. Bahan baku minyak goreng juga sebaiknya diperhatikan. Hal ini dikarenakan bahan baku dapat mempengaruhi stabilitas minyak goreng itu sendiri. Stabilitas minyak goreng dipengaruhi oleh ketidakjenuhan asam lemak yang dikandungnya dan penyebaran ikatan rangkap.
Di era sekarang produksi dan konsumsi minyak goreng semakin meningkat, ketersediaan minyak jelantah kian hari kian melimpah. Ditambah lagi dengan meningkatnya industri makananyang menggunakan minyak goreng dalam proses produksinya. Sedangkan minyak jelantah belumdimanfaatkan dengan baik dan hanya dibuang sebagai limbah rumah tangga ataupun industri.
Limbah minyak jelantah yang tidak digunakan dengan baik akan memicu timbulnya berbagai macam penyakit dan kerusakan lingkungan. Karena itu perlu dilakukan upaya pemanfaatan minyak goreng bekas agar tidak terbuang dan mencemari lingkungan. Pemanfaatan minyak goreng dapat dilakukan dengan pemurnian kembali sehingga dapat digunakan kembali sebagai media penggorengan ataupun sebagai bahan baku produk lain.
Pada minyak goreng yang telah digunakan dapat dilakukan filtrasi minyak dengan adsorben sehingga kondisi minyak dapat terjaga dengan baik. Adsorben yang akan digunakan dalam penelitian ini adalah arang aktif yang diduga dapat menghilangkan sebagian asam lemak bebas yang timbul dari reaksi pencoklatan minyak goreng.
2.3 Kualitas Minyak Goreng
Tabel 1. Tabel SNI 01-3741-2002 tentang Standar Mutu Minyak Goreng
KRITERIA UJI SATUAN SYARAT
Keadaan bau, warna, rasa - Normal
Air % b/b Maks 0.30
Densitas 0,900
Asam lemak bebas (dihitung sebagai asam larut)
% b/b Maks 0.30
Bilangan Peroksida Meq/gr Maks 2
Bahan Makanan Tambahan Sesuai SNI. 022-M dan Permenkes No. 722/Menkes/Per/IX/88
Catatan * Dalam kemasan kaleng
Mutu minyak goreng ditentukan oleh titik asapnya, yaitu suhu pemanasan minyak sampai terbentuk akreolein yang tidak diinginkan dan dapat menimbulkan rasa gatal pada tenggorokan hidrasi gliserol akanmembentuk aldehida tidak jenuh atau akrelein tersebut. Makin tinggi titik asap, makin baik mutu minyak goreng itu. Titik asap suatu minyak goreng tergantung dari kadar gliserol bebas. Lemak yang telah digunakan untuk menggoreng titik asapnya akan turun, karena telah terjadi hidrolisis molekul lemak. Oleh karena itu untuk menekan terjadinya hidrolisis, pemanasan lemak atau minyak sebaiknya dilakukan pada suhu yang tidak terlalu tinggi dari seharusnya (Winarno, 2004).
2.3.1 Massa Jenis
Peningkatan massa jenis berbanding lurus dengan banyaknya frekuensi dalam menggoreng. Hal ini dikarenakan selama penggorengan terdapat kotoran yang berasal dari bahan maupun hasil dekomposisi minyak bercampur dalam minyak tersebut dan mengakibatkan bobot jenis yang meningkat. Massa jenis dipengaruhi oleh kotoran yang terkandung didalam minyak. Kotoran tersebut antara lain yang berasal dari bahan baku, asam lemak bebas, hidrokarbon, mono dan digliserida hasil hidrolisa dari trigliserida serta zat-zat hasil oksidasi dan komposisi minyak. Proses pemanasan minyak yang berulang pada suhu tinggi dan waktu lama menyebabkan terjadinya dimerisasi dan polimerisasi yang dapat menimbulkan peningkatan berat molekul.
Persamaan yang digunakan untuk menghitung Massa jenis minyak yaitu :
����������= �2−�� 1 ( 2.1) Dengan :
�1 = berat piknometer kosong
�2 = berat piknometer kosong + minyak
V = volume ( 5 ml)
2.3.2 Penentuan Kadar Air Pada Minyak
Penetapan kadar air, dilakukan dengan 2 metode yaitu:
1. Metode pemanasan dengan oven atau
Prinsip penghitungan persentase kandungan air adalah selisih berat contoh sebelum dan
sesudah dipanaskan.Persamaan yang digunakan untuk menghitung kadar air pada minyak :
�������� (%) = ���������−����������
��������� ����% (2.2)
2.3.3 Asam Lemak Bebas
Menurut Kulkarni dan Dalai (2006) uap air yang dihasilkan pada saat proses penggorengan, menyebabkan terjadinya hidrolisis terhadap trigliserida, menghasilkan asam lemak bebas, digliserida, monogliserida, dan gliserol yang diindikasikan dari angka asam (Mardina dkk, 2012). Zat warna mengandung gugus-gugus yang dapat bereaksi dengan gugus OH dari selulosa sehingga zat warna tersebut dapat terikat pada serabut kelapa dan sekam padi. Zat warna reaktif dapat mewarnai serat selulosa dalam kondisi tertentu dan membentuk senyawa dengan ikatan kovalen atau ikatan hidrogen dengan selulosaCvengroš and Cvengrošová, 2004). Sedangkan reaksi yang terjadi selama proses pemanasan berupa reaksi termolitik, oksidasi, dan hidrolisis (Mittelbach and Enzelsberger 1999). Akibat dari reaksi tersebut terdapat beberapa komponen yang tidak diinginkan dan berbahaya bagi manusia sehingga bersifat racun . Reaksi yang terjadi menyebabkan komponen penyusun minyak terurai menjadi senyawa lain, salah satunya Free Fatty Acid (FFA) atau asam lemak bebas
Asam lemak bebas dalam konsentrasi tinggi yang terikut dalam minyak goreng sangat merugikan. Tingginya asam lemak bebas ini mengakibatkan rendemen minyak turun. Untuk itulah perlu dilakukan usaha pencegahan terbentuknya asam lemak bebas dalam minyak goreng.
Meskipun kadar asam lemak bebas dalam minyak sawit kecil, tetapi hal itu belum menjamin mutu minyak goreng. Kemantapan minyak goreng harus dijaga dengan cara membuang kotoran dan zat menguap. Hal ini dilakukan dengan peralatan pemurnian modern. Persamaan yang digunakan untuk menghitung kadar asam lemak bebas :
������������������� (%) = �������������������������������� % (2.3)
Dengan :
2.3.4 Penentuan angka Peroksida
Bilangan peroksida adalah banyaknya miliekuivalen peroksida dalam 100 gram lemak. Bilangan peroksida adalah nilai terpenting untuk menentukan derajat kerusakan pada minyak atau lemak. Asam lemak tidak jenuh dapat mengikat oksigen pada ikatan rangkapnya sehingga membentuk peroksida. Peroksida ini dapat ditentukan dengan metode iodometri (Ketaren.1986). Kerusakan lemak atau minyak yang utama adalah karena peristiwa oksidasi dan hidrolitik, baik ensimatik maupun non ensimatik. Untuk mengetahui tingkat kerusakan minyak dapat dinyatakan sebagai angka peroksida atau angka asam thiobarbiturat (TBA) (Sudarmadji, S. 2007).
Bilangan peroksida biasanya diukur secara volumetri dengan metode yang telah dikembangkan oleh Lea. Hal ini disebabkan minyak dalam suasana asam dengan kalium iodida akan mengikat oksigen diikuti dengan titrasi dari pembebasan iodine dengan natrium tiosulfat. Kloroform adalah pelarut yang biasanya digunakan (Egan. H, dkk, 1981).
Hasil oksidasi berpengaruh dan dapat mempersingkat periode induktif dari lemak segar, dan dapat merusak zat inhibitor. Konstituen yang aktif dari hasil oksidasi lemak, berupa peroksida lemak atau penambahan peroksida selain yang dihasilkan pada proses oksidasi lemak, misalnya hidrogen peroksida dan asam persid dapat mempercepat proses oksidasi. Usaha penambahan antioksidan hanya dapat mengurangi peroksida dalam jumlah kecil, namun fungsi anti-oksidan akan rusak dalam lemak yang mengandung peroksida dalam jumlah besar (Ketaren,1986). Persamaan yang digunakan untuk menghitung bilangan
peroksida :
�����������������= ���2�2�3����������2�2�3� 8(2.4) Dengan :
2.4 Arang Aktif
Karbon atau arang adalah suatu bahan padat berpori yang merupakan hasil pembakaran melalui proses pirolisis. Komponennya terdiri dari karbon terikat (fixed carbon), abu, air, nitrogen dan sulfur (Djatmiko, 1985).
Arang selain digunakan sebagai bahan bakar, juga dapat digunakan sebagai adsorben (penyerap). Daya serap ditentukan oleh luas permukaan partikel dan kemampuan ini dapat menjadi lenih tinggi jika terhadap arang tersebut dilakukan aktifasi dengan faktor bahan-bahan kimia ataupun dengan pemanasan temperatur tinggi. Dengan demikian arang akan mengalami perubahan sifat fisika dan kimia. Arang yang demikian disebut sebagai arang aktif (Meilita Tryana Sembiring dkk,2003).
Arang aktif berwarna hitam, berbentuk kristal mikro, karbon non grafit, tidak berbau, tidak mempunyai rasa,higroskopis, tidak larut dalam air, basa, asam, pelarut organik dan memiliki luaspermukaan dan jumlah pori yang sangat banyak sehingga dengan kriteria yang dimiliki oleh arang aktib tersebut sangat efektif untuk dijadikan adsorben (penyerap).
Beberapa keuntungan penggunaan arang aktif sebagai absorben dibandingkan dengan bahan lain adalah:
a. Penyerapan yang dilakukan untuk proses pemisahan dan pemurnian umumnya tanpa terlebih dahulu melakukan penghilangan kelembaban.
b. Karena luasnya untuk mencapai permukaan bagian dalam dapat menyerap dengan banyak molekul non polar dan menyerap dengan lemah molekul – molekul polar organik.
c. Panas adsorpsi atau kekuatan ikatan, pada aranf aktif lebih rendah disbanding penyerapan yang lain karena kekuatan Vander Waals merupakan kekuatan utama dalam absorpsi. Sehingga pelepasan molekul-molekul yang terserap relative lebih mudah dan membutuhkan energi yang lebih rendah untuk regenerasi aranh aktif.
d. Karbon aktif adalah karbon yang diolah lebih lanjut pada suhu tinggi sehingga pori-porinya terbuka dan dapat digunakan sebagai adsorben (Pari, 2002).
Karbon aktif dapat berupa serbuk, butiran dan lempengan yang terbuat dari karbon amorph dengan karakteristik dengan luas permukaan per unit volume (Parker, 1983). Karbon aktif mampu mengadsorbsi gas maupun cairan, Untuk mengadsorbsi fasa cair karbon aktif yang digunakan umumnya memiliki daerah pori sekitar 3 nm atau lebih, sedangkan untuk mengadsorbsi fasa gas memiliki diameter lebih kecil dari 3 nm (Kirk, 1978).
tiga karbon yang lain dengan ikatan σ, pada orbital pz terdiri dari satu elektron dari delokalisasi ikatan π. Perbedaan ikatan pada permukaan lapisan dihubungkan oleh ikatan vanderwaals (Roque-malherbe, 2007).
Tabel 2.Syarat mutu karbon aktif (Anonymous, 1989)
No Uraian Satuan Persyaratan
4 Bagian yang tidak terarang - Tidak ternyata Tidak ternyata 5 Daya serap terhadap I2 mg/g Min.750 Min.750
6 Karbon aktif murni,% - Min.80 Min.65
7 Daya serap terhadap benzen,% - Min.25 - 8 Daya serap terhadap biru metilen ml/g Min.60 Min.120 9 Kerapatan jenis curah g/ml 0,45-0,55 0,30-0,35
10 Lolos ukuran mesh 325% - - Min.90
11 Jarak mesh,% - 90 -
12 Kekerasan,% - 80 -
Karbon aktif digunakan sebagai molekul penyaring, pemurnian cairan dan gas, pemurnian dan penjernihan air, proses pembuatan makanan, katalis, penghilangan sulfur dan nitrogen pada industri, pemurnian emas, aktif karbon digunakan pada pabrik sukrosa, glukosa, maltosa, laktosa, minuman ringan, minyak, parafin, phosphor, plastik, gliserol, gelatin, pektin, kafein, kuinin, vitaminC, Jusbuah ,bir dan perusahaan alkohol.Unsur utama bahan dasar pembuatan karbon aktif melalui metode steam gas ini harus mengandung beberapa hal, diantaranya yang paling penting adalah rendahnya kandungan zat volatil, kandungan unsur karbon tinggi, memiliki porositas kecil, dan memiliki kemampuan yang cukup untuk pengikisannya (Jankowska, 1991).
dikenal dengan pirolisis yang didefinisikan sebagai suatu tahapan dimana material organik awal ditransformasikan menjadi sebuah material yang semuanya berbentuk karbon. Proses karbonisasi dilanjutkan dengan proses aktivasi dimana proses ini akan mengubah produk atau material karbon menjadi adsorben. Adsorben mempunyai porositas yang tinggi dengan luas permukaan yang besar yaitu 500-1500m2/gr (Parker, 1983).
2.4.1 Sifat – sifat Karbon Aktif
Sifat fisik karbon aktif dibagi menjadi dua macam, yaitu :
1. Sifatnya keras dan bobot jenis tinggi, sesuai untuk bahan adsorpsi gas. 2. Sifatnya lunak dan bobot jenis rendah, sesuai untuk bahan adsorpsi cairan.
Karbon aktif adalah bahan padat berpori yang berwarna hitam sebagai hasil pembakaran tidak sempurna dalam bentuk granular atau bubuk dan mempunyai luas permukaan besar yaitu 500-1400 m2/g. Karena susunan atom yang tidak teratur, sifat – sifat fisik karbon aktif berbeda dari bentuk grafit dan intan.
2.4.2 Proses Pembuatan Karbon Aktif
Karbonisasi (pengarangan) adalah suatu proses pirolisis (pembakaran) tak sempurna dengan udara terbatas dari bahan yang mengandung karbon. Pada proses ini pembentukan struktur pori dimulai. Tujuan utama dalam proses ini adalah untuk menghasilkan butiran yang mempunyai daya serap dan struktur yang rapi.Dasar karbonisasi adalah pemanasan. Bahan dasar dipanaskan dengan temperatur yang bervariasi sampai 1300 ºC.
Material organik didekomposisi dengan menyisakan karbon dan komponen volatil yang lain diuapkan.Sifat-sifat dari hasil karbonisasi ini ditentukan oleh kondisi dari bahan dasarnya. Beberapa parameter yang biasa digunakan untuk menentukan kondisi karbonisasi yang sesuai yaitu temperatur akhir yang dicapai, waktu karbonisasi, laju peningkatan temperatur, medium dari proses karbonisasi.Temperatur akhir proses mempunyai pengaruh yang lebih besar terhadap struktur dari butiran. Pada temperatur tinggi akan terjadi berbagai macam reaksi dari bahan mentah, sesuai dengan sifat dari struktur kimianya.
termal dari reaksi samping hasil pirolisis juga dipengaruhi oleh medium, jika gas dan uap yang dihasilkan (Jankowska, 1991).Selama pirolisis dipisahkan dengan cepat oleh gas netral maka akan didapatkan hasil karbonisasi yang kecil dengan reaktivitas yang besar.
2.4 Aktivasi
Aktifasi adalah suatu perlakuan terhadap arang yang bertujuan untuk memperbesar pori yaitu dengan cara memecahkan ikatan hidrokarbon atau mengoksidasi molekul-molekul permukaan sehingga arang mengalami perubahan sifat, baik fisika maupun kimia, yaitu luas permukaannya bertambah besar dan berpengaruh terhadap daya adsorpsi (Sembiring, 2003). Produk dari karbonisasi tidak dapat diaplikasikan sebagai adsorben (karena struktur porosnya tidak berkembang) tanpa adanya tambahan aktivasi. Dasar metode aktivasi terdiri dari perawatan dengan gas pengoksidasi pada temperatur tinggi. Proses aktivasi menghasilkan karbon oksida yang tersebar dalam permukaan karbon karena adanya reaksi antara karbon dengan zat pengoksidasi (Kinoshita, 1988).
Aktivasi karbon aktif dapat dilakukan melalui 2 cara, yakni aktivasi secara kimia dan aktivasi secara fisika (Kinoshita, 1988).
2.4.1 Aktivasi Secara Kimia
Aktivasi kimia merupakan proses pemutusan rantai karbon dari senyawa organik dengan pemakian bahan-bahan kimia (Sembiring, 2003). Aktivasi secara kimia biasanya menggunakan bahan-bahan pengaktif seperti garam kalsium klorida (CaCl2), magnesium klorida (MgCl2), seng klorida (ZnCl2), natrium hidroksida (NaOH), natrium karbonat (Na2CO3) dan natrium klorida (NaCl). Sabarudin (1996) melakukan aktivasi kimia terhadap arang tempurung kelapa menggunakan NaCl dengan variasi konsentrasi antara 15%, 20%, 25%, 30%, 35% dan 40%.
Kerugian penggunaan bahan-bahan mineral sebagai pengaktif terletak pada proses pencucian bahan-bahan mineral tersebut kadang-kadang sulit dihilangkan lagi dengan pencucian (Jankowska, et al, 1991) sedangkan keuntungan penggunaan bahan-bahan mineral sebagai pengaktif adalah waktu aktivasi yang relatif pendek, karbon aktif yang dihasilkan lebih banyak dan daya adsorbsi terhadap suatu adsorbat akan lebih baik (Jankowska, et al, 1991).
dekomposisi senyawa organik pada aktivasi berikutnya, dehidrasi air yang terjebak dalam rongga-rongga karbon, membantu menghilangkan endapan hidrokarbon yang dihasilkan saat proses karbonisasi dan melindungi permukaan karbon sehingga kemungkinan terjadinya oksidasi dapat dikurangi (Manocha, 2003).
Kusuma dan Utomo (1970) menyebutkan bahwa butiran arang tempurung jika direndam dalam larutan NaCl akan mengadsorbsi garam tersebut. Semakin tinggi konsentrasi larutan NaCl maka semakin bertambah banyak mineral yang teradsorpsi sehingga menyebabkan volume pori karbon cenderung bertambah besar karena garam ini dapat berfungsi sebagai dehydrating agent dan membantu menghilangkan endapan hidrokarbon yang dihasilkan pada proses karbonisasi. Penggunaan NaCl sebagai bahan pengaktif memberikan karakteristik adsorpsi methilen blue terbaik.
2.4.2 Aktivasi Secara Fisika
Aktivasi fisika merupakan proses pemutusan rantai karbon dari senyawa organik dengan bantuan panas, uap dan CO2 (Sembiring, 2003). Metode aktivasi secara fisika antara lain dengan menggunakan uap air, gas karbon dioksida, oksigen, dan nitrogen. Gas-gas tersebut berfungsi untuk mengembangkan struktur rongga yang ada pada arang sehingga memperluas permukaannya, menghilangkan konstituen yang mudah menguap dan membuang produksi tar atau hidrokarbon-hidrokarbon pengotor pada arang.
Aktivasi fisika dapat mengubah material yang telah dikarbonisasi dalam sebuah produk yang memiliki luas permukaan yang luar biasa dan struktur pori. Tujuan dari proses ini adalah mempertinggi volume, memperluas diameter pori yang terbentuk selama karbonisasi dan dapat menimbulkan beberapa pori yang baru. Fluidized bed reactor dapat digunakan untuk proes aktivasi fisika. Tipe reaktor ini telah digunakan untuk pembuatan karbon aktif dari batu (Swiatkowski, 1998).
2.4.2 Pengujian Kualitas Karbon Aktif Penilaian kualitas karbon aktif didasarkan pada:
1. Kadar Air
Kadar air merupakan kandungan air dalam arang dengan kondisi kering udara. Pada saat arang keluar dari tungku pengarangan, kadar air yang terkandung sangat kecil, biasanya kurang dari 1%. Prosespenyerapan air dari udara sangat cepat, sehingga dalam waktu singkat kadar air mencapai kadar air keseimbangan dengan udara sekitarnya. Arang yang berkualitas baik yang dipasarkan adalah arang yang mempunyai kadar air 5-10 %.
Selanjutnya dihitung% Kadarairdenganpersamaansebagaiberikut :
�������� (%) = �−�� ����% (2.5)
Dengan :
a = bobot sebelum pemanasan (g) b = bobot setelah pemanasan (g)
2. Kadar abu
Kadar abu merupakan jumlah sisa dari akhir proses pembakaran. Residu tersebut berupa zat-zat mineral yang tidak hilang selama proses pembakaran. Salah satu unsur utama abu adalah silika dan pengaruhnya kurang baik terhadap nilai kalor yang dihasilkan. Kadar abu setiap arang berbeda-beda tergantung jenis kayu, letak kayu dalam pohon, dan kandungan kulit kayu. Arang yang baik mempunyai kadar abu sekitar 3%. Semakin rendah kadar abu maka akan semakin baik briket arang tersebut.Hingga diperoleh bobot yang konstan.Kemudian dihitung % kadar abu dengan persamaan sebagai berikut:
�������� (%) = �−�
� ����% (2.6)
Dengan :
b = bobot setelah pemanasan (g)
3. Kadar Zat Mudah Menguap
Zat mudah menguap adalah zat selain air, yaitu karbon terikat dan abu yang terdapat di dalam arang, yang terdiri atas cairan dan sisa ter yang tidak habis dalam proses karbonisasi. Kadar zat mudah menguap ini tergantung pada proses pengarangan dan temperatur yang diberikan. Apabila proses karbonisasi lama dan temperatur
karbonisasi ditingkatkan akan semakin menurunkan persentase kadar zat menguapnya. Selanjutnya dihitung % kadar zat yang mudah menguap dengan persamaan sebagai berikut :
�������������������� (%) = �−�� ����%
Kadar karbon terikat adalah fraksi C dalam arang. Kadar karbon terikat dipengaruhi oleh kadar zat mudah menguap dan kadar abu. Semakin besar kadar zat menguap dan kadar abu maka akan menurunkan kadar karbon terikat. Kadar karbon terikat dalam arang kayu berkisar 50-95%. Arang kayu yang berkulitas baik yang mempunyai kadar karbon terikat antara 70-80 %. Pengukuran kadar karbon terikat dihitung dengan persamaan:
Kadar Karbon Terikat (%) = 100% - ( Kadar Zat Menguap + Kadar Abu) % (2.8)
5. Daya serap terhadap Iodin
karbon aktif terhadap iodium berkisar 643,8 – 1061,2 mg/g.Besarnya daya serap arang aktif terhadap iodium merupakan petunjuk terhadap besarnya diameter pori arang aktif yang dapat dimasuki oleh molekul yang ukuranya tidak lebih besar dari 10 amstrong. Peningkatan suhu aktivasi mampu meningkatkan daya serap arang aktif terhadap iodium.
Hal ini disebabkan karena semakin tinggi suhu, maka semakin banyak pelat-pelat karbon yang bergeser yang akan mendorong senyawa hidrokarbon, tar dan senyawa organic lainnya untuk keluar pada saat aktivasi (Pari, 1996). Semua sampel memiliki nilai daya serap terhadap iodium lebih tinggi dibandingkan dengan kontrol. Daya serap arang aktif terhadap iodium lebih tinggi bila dibandingkan dengan arang aktif komersial, kecuali untuk sampel yang diaktivasi pada suhu 650°C.
Sampel yang diaktivasi pada suhu 750°C dan 850°C memiliki kisaran nilai daya serap terhadap iodium yang memenuhi standar kualitas arang aktif berbentuk serbuk menurut SNI 06-3730-95 yaitu minimal 750 mg/g, sehingga efektif bila digunakan sebagai pemurni, penjernih air dan penyerap zat warna pada cairan.
Pengukuran kadar daya serap iodium dihitung dengan persamaan :
���= ��−
�����
�� �����
� (2.9)
Dengan :
dsi = Daya Serap karbon terhadap Iodin V1 = Volume titrasi Iodium
V2 = Volume Na2S2O3 C1 = Konsentrasi Na2S2O3 C2 = Konsentrasi Iodium a = Massa karbon
2.5 Absorpsi
Adsorpsi merupakan peristiwa terakumulasinya partikel pada permukaan. Partikel yang terakumulasi dan diserap oleh permukaan disebut adsorbat material tempat terjadinya adsorpsi disebut adsorben atau substrat (Atkins, 1999)
Proses adsorpsi terdiri atas dua tipe, yaitu adsorpsi kimia dan fisika. Adsorpsi kimia adalah tipe adsorpsi dengan cara suatu molekul menempel ke permukaan melalui pembentukan suatu ikatan kimia. Ciri-ciri adsorpsi kimia adalah terjadi pada suhu yang tinggi, jenis interaksinya kuat, berikatan kovalen antara permukaan adsorben dengan adsorbat, entalpi tingginya (ΔH 400 kJ/mol), adsorpsi terjadi hanya pada suatu lapisan atas (monolayer), dan energi aktivasinya tinggi (Hasanah, 2006).
Adsorpsi fisika adalah tipe adsorpsi dengan cara adsorbat menempel pada permukaan melalui interaksi intermolekuler yang lemah. Ciri-ciri adsorpsi fisika adalah terjadi pada suhu yang rendah, jenis interaksinya adalah interaksi intermolekuler (gaya Van Der Waals), entalpinya rendah (ΔH <20 kJ/mol), adsorpsi dapat terjadi dalam banyak lapisan (multilayer), dan energi aktivasinya rendah (Hasabah, 2006).
Adsorpsi fisika terutama disebabkan oleh gaya Van Der Waals dan gaya elektrostatik antara molekul yang teradsorpsi dengan atom yang menyusun permukaan adsorben. Gaya Van Der Waals tersebut timbul sebagai akibat interaksi dipol-dipol, yang mana pada jarak antar molekul tertentu terjadi kesetimbangan antara gaya tolak dan gaya tarik. Dalam fase cair dan fase padat terdapat gaya tarik Van Der Waals yang relatif lebih besar dibandingkan dengan gaya tarik dalam fase gas. Gaya Van Der Waals terdiri dari interaksi dipol-dipol, interaksi dipol permanen-dipol induksi, dan interaksi dispersi (dipol sementara-dipol induksi) (Suzuki, 1990)
Faktor-faktor yang mempengaruhi proses adsorpsi antara lain sifat fisik dan kimia adsorben seperti luas permukaan, ukuran partikel, dan komposisi kimia. Semakin kecil ukuran partikel, maka semakin besar luas permukaan padatan persatuan volume tertentu, sehingga akan semakin banyak zat yang diadsorpsi. Faktor lainnya adalah sifat fisik dan kimia adsorbat, seperti ukuran molekul dan komposisi kimia, serta konsentrasi adsorbat dalam fase cairan (Atkins, 1999).
sistem makropori dan submikropori. Sorpsi merupakan istilah untuk menjelaskan kontak adsorbat terhadap adsorben. Istilah ini digunakan karena sulitnya membedakan proses yang berlangsung, apakah fisiosorpsi atau kimiosorpsi. Kapasitas adsorpsi atau adsorben untuk sebuah kontaminan dapat ditentukan dengan menghitung isoterm adsorpsi.
2.6 Sekam Padi
Padi (bahasa latin: Oryza sativa L.) merupakan salah sat terpenting dalam juga digunakan untuk mengacu pada beberapa jenis dari marga (genus) yang sama, yang biasa disebut sebagai
Padi diduga berasal dari nenek moyang yang migrasi dari daratan Asia sekitar 1500 SM.Produksi padi dunia menempati urutan ketiga dari semua merupakan sumber karbohidrat utama bagi mayoritas penduduk dunia.Hasil dari pengolahan padi dinamaka
Secara anatomi, sekam terbentuk dari bagian perhiasa yang disebut gluma, palea, dan lemma. Pada padi, gluma mirip seperti dua duri kecil di bagian pangkal. Palea adalah bagian penutup yang kecil, sedangkan lemma adalah bagian penutup yang besar dan pada varietas tertentu memiliki
Sekam padi adalah bagian terluar dari butir padi yang merupakan hasil samping pada penggilingan padi. Sekam padi merupakan sumber silika, silika dapat diperoleh dengan membakar sekam (Soenardjo, 1991). Pembakaran sekam menghasilkan abu kira2 20% dan komponen penyusun terbesar abu adalah SiO2, abu yang dihasilkan bersifat amorf, maka dimungkinkan dapat digunakan sebagai bahan adsorben. Sekam padi juga mengandung selulosa dan hemiselulosa yang merupakan senyawa karbohidrat terpenting dalam sekam. Komposisi sekam padi menurut Suharno (1979) :
No Komposisi %
BAB III
METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Tempat dan waktu penelitian
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Anorganik Kimia FMIPA Universitas Sumatera Utara yang dilaksanakan pada bulan Juli 2015 sampai selesai.
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat
Peralatan yang digunakan dalam penelitian ini adalah tanur pengarangan, pipet tetes, hot plate, oven, batang pengaduk, gelas ukur, alu lumpang, timbangan digital, cawan porselen, botol aquadest, penjepit, tabung erlenmeyer, buret, volume labu takar 500 ml dan lainnya.
3.2.2 Bahan
3.3 Prosedur Penelitian
3.3.1 Proses pengarangan Sekam padi
Dicuci sekam padi dengan Aquadest dengan merendam selama 30 menit lalu disaring. Kemudian dipanaskan sekam padidalam oven 100oC sampai 3 jam. Setelah itu diarangkan sekam padidengan oven pada suhu 300oC. Didinginkan arang sekam padi didalam desikator. Lalu dihaluskan arang sekam padidengan alu lumpang. Diayak arangsekam padidengan ayakan 100 mesh
3.3.2 Proses pengaktivan karbon aktif
Diaktivasi secara kimia dengan merendam arang sekam padi dengan H3PO4 5% selama 24 jam. Kemudian arang aktifsekam padidicuci dengan aquades sampai netral. Dikeringkan arang sekam padiyang sudah direndam H3PO4 5% didalam oven pada suhu 110oC selama 3 jam. Lalu Diaktivasi secara fisika dengan memanaskan arangaktif sekam padi pada suhu 800oC selama 1 jam.Diuji kualitas karbon aktif yaitu uji kadar air, kadar abu, kadarzat mudah menguap, kadar karbon terikat dan daya serap terhadap iodin.
3.3.3 Uji kualitas Karbon aktif
1. Uji kadar air
2. Uji kadar abu
Ditimbang 2 gram karbon aktif sekam padisebagai massa mula – mula. Kemudian dipanaskan didalam tanur pada suhu 750oC selama 6 jam. Didinginkan karbon aktif sekam padididalam desikator. Ditimbang kembali massa karbon aktif sekam padi. Dihitung banyaknya abu yang terbentuk setelah pembakaran karbon aktif sekam padi.
3. Uji kadar zat mudah menguap
Ditimbang 2 gram karbon aktif sekam padisebagai massa mula – mula. Kemudian dipanaskan didalam tanur pada suhu 950oC selama 15 menit. Didinginkan karbon aktif sekam padididalam desikator. Ditimbang kembali massa karbon aktif sekam padi. Setelah itu dihitung banyaknya zat – zat yang mudah menguap setelah pembakaran karbon aktif tersebut.
4. Uji daya serap iodin
Ditimbang lima gram karbon aktif sekam padi. Lalu dikeringkan pada suhu 110oC selama 3 jam. Kemudian didinginkan dalam desikator. Setelah itu ditambanhkan 25 ml larutan iodin 0,1 N dan diaduk dengan magnetic stirrer selama 15 menit. Kemudian disaring campuran karbon aktif dan iodin dengan kertas saring. Lalu diambil sebanyak 10 mL filtrat. Kemudian dititrasi dengan larutan Na2S2O3 0,1 N sampai warna kuning berkurang. Ditambahkan beberapa tetes amilum 1%. Lalu dititrasi kembali sampai larutan tidak berwarna. Dihitung daya serab karbon aktif terhadap iodin.
3.4 Pemurnian Minyak goreng bekas
Ditimbang minyak goreng 100 gram lalu dimasukkan kedalam erlenmeyer 250 ml. Dipanaskan minyak goreng bekas hingga suhu 70oC kemudian dicampurkan dengan arang aktif sekam padiyang sudah diaktivasi sebanyak 5, 10 dan 15 gram. Diaduk dengan menggunakan
magnetic stirrerdengan variasi waktu kontak 40, 60 dan 80 menit. Hasil campuran disaring
dengan menggunakan kertas saring.Dilakukan analisa berat jenis, kadar air, asam lemak bebas
3.5 Analisa kualitas minyak goreng
1.Massa jenis
Piknometer dibersihkan, kemudian dibilas dengan alkohol. Setelah itu piknometer dikeringkan dalam oven pada suhu 100oC selama 1 jam lalu didinginkan pada suhu ruang. Kemudian ditimbang bobotnya dalam keadaan kosong, hasilnya dicatat. Piknometer diisi dengan aquadest, lalu ditimbang, hasilnya dicatat.
Aquadest dikeluarkan dari piknometer lalu dibilas dengan alkohol kemudian dikeringkan. Sampel dimasukkan ke dalam piknometer dengan volume sesuai yang tertera pada piknometer dan ditimbang. Dihitung bobot jenis masing – masing sampel termasuk aquadest dengan cara menghitung selisih dari penimbangan piknometer berisi sampel dengan piknometer kosong.
2. Kadar Air
Ditimbang 5 gram minyak kedalam erlenmeyer 25 ml yang telah diketahui beratnya.Kemudian dimasukkan dalam oven pada suhu 60oC selama 3 jam. Lalu didinginkan ke dalam desikatorselama ± 15 menit. Kemudian contoh ditimbang untuk mengetahui berat akhirnya
3.Kadar Asam Lemak Bebas
4.Bilangan peroksida
3.6 Diagram Alir Penelitian
3.6.1 Diagram pembuatan arang sekam padi
Gambar 3.1 Diagram pembuatan arang aktif sekam padi sekam padi
Direndam dengan aquades selama 30 menit
Disaring
Filtrat Endapan
Dikeringkan didalam oven pada suhu 110oC selama 3
jam
Diarangkan pada suhu 300oC
Dihaluskan
Diayak dengan ukuran ayakan 100 mesh
3.6.2 Diagram aktivasi karbon aktif sekam padi
Gambar 3.2 Diagram aktivasi karbon aktif sekam padi Karbon aktif sekam padi
Direndam dengan H3PO4 , 5% selama 24 jam
Disaring
Endapan Filtrat
Dikeringkan dioven pada suhu 110oC
Ditanur pada suhu 800oC selama 1 jam
Didinginkan didalam desikator
Dicuci dengan aquades
Disaring
Filtrat Endapan karbon aktif
Dikeringkan di oven
3.6.3 Diagram analisa kualitas karbon aktif sekam padi
1. Analisa kadar air
Gambar 3.3 Diagram analisa kadar air Karbon aktif sekam padi
Ditimbang sebanyak 2 gram
Dipanaskan didalam oven pada suhu 105oC selama 3 jam
Didinginkan didalam desikator
Ditimbang
2. Analisa kadar abu
Gambar 3.4 Diagram analisa kadar abu Karbon aktif sekam padi
Ditimbang sebanyak 2 gram
Dipanaskan ditanur pada suhu 750oC selama 6 jam
Didinginkan didalam desikator
Ditimbang
3. Diagram Analisa kadar zat mudah menguap
Gambar 3.5 Diagram analisa kadar zat mudah menguap Karbon aktif sekam padi
Ditimbang sebanyak 2 gram
Dipanaskan ditanur pada suhu 950oC selama 10 menit
Didinginkan didalam desikator
Ditimbang
4.DiagramAnalisa dayaSerapIodin
Gambar 3.6 Diagram analisa kadar zat mudah menguap Karbon aktif sekampadi
Ditimbang 5 gr
Dikeringkan pada suhu 1100 C selama 3 jam
Didinginkan dalam desikator
Ditambah 25 ml Iodin 0,2 N
Diaduk dengan magnetic stirrer selama 15 menit
Disaring dengan kertas saring
Filtrat Endapan karbon aktif
Hasil
Dititrasi dengan larutan 0,1 N
Ditambah beberapa tetes amilum 1 %
Dititrasi sampai larutan tidak berwarna
3.6.4 Diagram pemurnian minyak goreng bekas
Gambar 3.7 Diagram alir Pemurnian Minyak goreng bekas 100 gram Minyak goreng bekas
Dipanaskan hingga suhu 70oC
Ditambahkan karbon aktif sebanyak 5, 10, 15 gram
Disaring dengan menggunakan kertas saring
Diadung dengan magnetic stirrer selama 40, 60, 80 menit
Minyak Goreng Murni
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Hasil
4.1.1 Hasil pengujian kualitas arang aktif
Data – data hasil pengujian kualitas arang aktif Sekam Padi yang diperoleh adalah dapat dilihat pada Tabel 4.1
Tabel 4.1 Hasil Pengujian Kualitas Arang Aktif Sekam Padi
No Kadar air Kadar abu Kadar karbon terikat
Kadar zat mudah menguap
Daya serap iodin
1 5,56% 8,23 % 79,56 % 12,20 % 486,787 mg/g
Dari tabel 4.1 menunjukkan bahwa kualitas arang aktif sekam padi dengan suhu aktivasi 800oC telah memenuhi SNI.
4.1.2 Hasil pengujian kualitas minyak goreng bekas sebelum penambahan karbon aktif
Data – data hasil pengujian kualitas minyak goreng bekas sebelum penambahan karbon aktif yang diperoleh dapat dilihat pada tabel 4.2 berikut :
No Massa Jenis (g/cm3)
Kadar air (%)
Kadar asam lemak bebas ( %)
Bilangan peokisda
1 0,9957 0,572 2,0220 2,86
4.1.3 Hasil pengujian kualitas minyak goreng bekas setelah penambahan karbon aktif
4.1.3.1Massa Jenis
Data – data hasil pengujian Massa jenis pada Minyak Goreng yang diperoleh terlihat pada Tabel 4.3 berikut :
Tabel 4.3 Hasil Pengujian Massa jenis minyak goreng murni
NO Massa Arang Aktif
Grafik 4.1
Hubungan waktu pencampuran dan massa arang aktif dengan Massa jenis pada minyak goreng
Dari Tabel 4.3 menunjukkan massa jenis yang dihasilkan yaitu 0,9004 gr/cm3 sampai 0,9433 gr/cm3.massa jenis minyak goreng minimum 0,9004 gr/cm3 dan massa jenis minyak goreng maksimum yaitu 0,9433 g/cm3.
Dari Grafik 4.1 Dapat dilihat hubungan berat adsorben, dengan lamanya waktu kontak. Pada berat dan variasi waktu yang berbeda, menunjukkan bahwa massa jenis pada minyak goreng semakin menurun. Ini berarti bahwa semakin banyak kadar arang aktif dan lama waktu kontak yang digunakan, maka nilai massa jenis diperoleh semakin menurun.Berdasarkan massa jenisnya pada penelitian ini massa adsorben 15 gr dengan waktu kontak 80 menit sudah memurnikan minyak dan membuat minyak layak pakai kembali.
4.2 Kadar air
0,46
Tabel 4.4 Hasil Pengujian kadar air minyak goreng NO Massa Arang Aktif
Dari Tabel 4.4 dapat ditunjukkan hubungan antara waktu pencampuran dan massa arang aktif dengan kadar air minyak goreng ditampilkan pada Grafik 4.2 berikut :
Grafik 4.2
Dari Tabel 4.4 Menunjukkan kadar air yang dihasilkan yaitu 0,460 % sampai 0,075 %.Kadar air minyak goreng minimum 0,075%dan kadar air minyak goreng maksimum yaitu 0,460 %
Dari Grafik 4.2 Dapat dilihat hubungan berat adsorben, dengan lamanya waktu kontak. Pada berat dan variasi waktu yang berbeda, menunjukkan bahwa kadar air pada minyak goreng semakin menurun. Ini berarti bahwa semakin banyak kadar arang aktif dan lama waktu kontak yang digunakan, maka nilai kadar air diperoleh semakin menurun.Berdasarkan kadar airnya pada penelitian ini dari massa adsorben 10 gr dengan waktu kontak 60 menit sudah memurnikan minyak goreng dan membuat minyak layak pakai kembali.
4.3 Kadar Asam Lemak Bebas
Data – data hasil pengujian kadar asam lemak bebas pada Minyak Goreng yang diperoleh terlihat pada Tabel 4.5 berikut :
8 15 60 0,28
9 80 0,23
Dari Tabel 4.5 dapat ditunjukkan hubungan antara waktu pencampuran dan massa arang aktif dengan kadar asam lemak bebas minyak goreng ditampilkan pada Grafik 4.3 berikut :
Grafik 4.3 Hubungan waktu pencampuran dan massa arang aktif dengan kadar asam lemak bebas pada minyak goreng bekas
Dari Tabel 4.5 menunjukkan kadar asam lemak bebas yang dihasilkan yaitu 0,23 % sampai 1,54 % kadar asam lemak bebas minyak goreng minimum0,23 % dan kadar asam lemak bebas minyak goreng maksimum yaitu 1,54 %
Dari Grafik 4.3 Dapat dilihat hubungan berat adsorben, dengan lamanya waktu kontak. Pada berat dan variasi waktu yang berbeda, menunjukkan bahwa berat jenis pada minyak goreng semakin menurun. Ini berarti bahwa semakin banyak kadar arang aktif dan lama waktu kontak yang digunakan, maka kadar asam lemak bebassemakin menurun..Berdasarkan kadar asam lemak bebasnya, pada penelitian ini dari massa adsorben 10 gr dengan waktu kontak 80 menit sudah memurnikan minyak goreng dan membuat minyak layak pakai kembali.
4.4 Bilangan Peroksida
Kenaikan angka peroksida (PV) hanya indikator dan peringatan bahwa minyak sebentar lagi akan berbau tak sedap. Sehingga kenaikan angka peroksida dapat digunakan sebagai indikator kerusakan minyak
Data – data hasil pengujian bilangan peroksida pada Minyak Goreng yang diperoleh terlihat pada Tabel 4.4 berikut :
Tabel 4.6 Hasil Pengujian Bilangan Peroksida Minyak Goreng NO Massa Arang Aktif
Grafik 4.4 Hubungan waktu pencampuran dan massa arang aktif dengan bilangan peroksida pada minyak goreng
Dari Tabel 4.6 Menunjukkan nilai bilangan peroksida yang dihasilkan yaitu 0,14 meq/g sampai 2,54 meq/g, nilai bilangan peroksida minyak goreng minimum0,14 meq/g dan nilai bilangan peroksida minyak goreng maksimum pada yaitu 2,54 meq/g.
Dari Grafik 4.4 Dapat dilihat hubungan berat adsorben, dengan lamanya waktu kontak. Pada berat dan variasi waktu yang berbeda, menunjukkan bahwa nilai bilangan peroksida pada minyak goreng semakin menurun. Ini berarti bahwa semakin banyak kadar arang aktif dan lama waktu kontak yang digunakan, maka nilai bilangan peroksida diperoleh semakin menurun..Berdasarkan kadar airnya pada penelitian ini dari massa adsorben 15 gr
dengan waktu kontak 40 menit sudah memurnikan minyak goreng dan membuat minyak layak pakai kembali.
4.2 Pembahasan
Dari grafik 4.1 Hubungan antara kadar karbon aktif yang ditambahkan dan waktu terhadap massa jenis, terlihat bahwa dengan bertambahnya berat karbon aktif yang dicampurkan maka massa jenis cenderung turun. Menurut ketaren (1986), keuntungan penggunaan arang aktif sebagai adsorben pada minyak adalah karena arang aktif lebih efektif sebagai adsorben.
Penggunaan karbon aktif yang lebih banyak sebagai campuran adsorben akan meningkatkan efektivitas adsorbsi. Disamping itu, waktu adsorbsi yang lebih lama akan menaikkan efektivitas adsorbsi sehinggan berat jenis menurun.
Dari grafik 4.2 Hubungan antara kadar karbon aktif yang ditambahkan dan waktu terhadap berat kadar air, terlihat bahwa dengan bertambahnya berat karbon aktif yang dicampurkan maka kadar air cenderung turun. (Alinda F. Rosita dan Wenti A. Widasari, 2008) dalam penelitiannya menyatakan bahwa karbon aktif akan menyerap air dalam minyak dan seiring penambahan jumlah karbon aktif, maka semakin banyak air yang diserap. Waktu adsorbsi yang lebih lama juga meningkatkan penyerapan air oleh karbon aktif sehingga kadar air menurun.
Dari grafik 4.4Hubungan antara kadar karbon aktif yang ditambahkan dan waktu kontak terhadap bilangan peroksida, terlihat bahwa dengan bertambahnya berat karbon aktif yang dicampurkan maka kandungan bilangan peroksida yang dihasilkan semakin rendah. Penggunaan arang aktif sebagai adsorben dalam jumlah (konsentrasi) yang semakin meningkat, dihasilkan minyak goreng dengan bilangan peroksida semakin baik. Seperti (Windy Utari, 2013) dalam penelitiannya mengatakan penambahan karbon aktif sebagai adsorben pada minyakgoreng bekas mampu menyerap bilangan peroksida.
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1KESIMPULAN
Adapun kesimpulan yang saya dapat dari penelitian ini adalah :
1. Kualitas arang aktif sekam padi yang diperoleh setelah diaktivasi dengan suhu 8000C adalah sebagai berikut kadar air 5,56%, Kadar abu 8,23 %, Kadar karbon terikat 79,56 %, Kadar Zat mudah menguap 12,20 %, Daya serap Iodin 486,787 mg/g.
2. Kualitas minyak goreng sebelum penambahan karbon aktif memiliki berat jenis 0,9957 g/cm3, Kadar air 0,572 %, Kadar Asam lemak bebas 2,0220 %, dan Bilangan Peroksidanya 1,92 meq/gr. Bila dibandingkan dengan kualitas minyak goreng bekas setelah penambahan karbon aktif telah mengalami penurunan dengan kondisi optimum pada penambahan karbon aktif sebesar 15 gr dengan waktu kontak 80 menit sehingga berat jenisn turun menjadi 0,9004 g/cm3, Kadar air 0,075 %, Kadar Asam lemak bebas 0,2335 %, dan Bilangan Peroksidanya 0,07 Meq/gr.
5.2SARAN
1. Bagi peneliti selanjutnya sebaiknya menggunakan arang aktif dari sumber alam lainnya dengan menggunakan kadar arang aktif dari penelitian ini serta pengaruh suhu pencampuran terhadap kualitas minyak goreng sehingga dapat digunakan sebagai perbandingan data.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 1989. Pola Pengembangan Industri Karbon Aktif. Proyek Kerjasama PT.
Papandaan Dharma Tricipta dengan Proyek Pemantapan Struktur Industri Kimia,
Agro dan Hasil Hutan. Direktorat Jenderal Industri Kimia, Agro dan Hasil Hutan.
Departemen Perindustrian dan Perdagangan.
Atkins, P. W. (1999), Kimia Fisika Jilid 2, edisi ke empat, Erlangga, Jakarta.
Djatmiko, B., S. Ketaren dan S. Setyahartini. 1985. Pengolahan arang dan kegunaannya.
Agroindustri Press, Jurusan Teknologi Industri Pertanian, Fateta IPB, Bogor.
Egan, H. dkk.1981. Pearson’s Chemical Analysis Of Foods. Eight Edition. Churchill
Livingstone. New York.
Ginting, F. 2011. Pemurnian Minyak Jelantah Dengan Menggunakan Zeolit Aktif Dan Arang
Aktif. Sumatera Utara: Fakultas Pertanian Universitas Sumatera Utara.
Hasanah, I. (2006). Bercocok Tanam Padi. Jakarta : Azka Mulia Media.
Jankowska, H. 1991. Active Carbon. Ellis Warwood. Polland.
Ketaren. 1986. Pengantar Teknologi MInyak dan Lemak Pangan. Jakarta: UI Press.
Kinoshita, K. 1988. Carbon Electrochemical and Physicochemical Properties. New York: John Wiley & Sons.
Kirk-Othmer. 1978. Encyclopedia of Chemichal Technology. Third Edition. John Wiley and Sons. INC. New York.
Kusuma, S. P. dan Utomo. 1970. Pembuatan Karbon Aktif . Laporan Penelitian Tidak Diterbitkan. Bandung: Lembaga Kimia Nasional LIPI.
Manocha, S. M. 2003. Porous Carbons. India: Journal Sadhana vol 28, parts 1&2.
Mardina, P., E. Faradina, and N. Setiyawati. 2012. Penurunan Angka Asam Pada Minyak Jelantah. Jurnal Kimia 6 (2).
Mittelbach, M., and H. Enzelsberger. 1999. Transesterification of Heated Rapeseed Oil for Extending Diesel Fuel. Journal of the American Oil Chemists' Society 76 (5):545-551.
Pari, G. 2004. Kajian struktur arang aktif dari serbuk gergaji kayu sebagai adsorben emisi
formaldehida kayu lapis. Disertasi Program Studi Ilmu Pengetahuan Kehutanan.
Pasca Sarjana, IPB. Bogor.
Parker, S. 1983. MC Graw Hill Encyclopedia of Chemistry. Mc Graw Hill Book Company.
New York.
Rosita AF, Widasari WA. 2008. Peningkatan Kualitas Minyak Goreng Bekas dari KFC dengan Menggunakan Adsorben Karbon Aktif [disertasi]. Semarang. Universitas Diponegoro.
Roque, M. dan Rolando M. A. 2007. Adsorption and Diffusion in Nanoporous .Material. Prancis: CRC Press.
Sabaruddin, A. 1996. Aktivasi Arang Tempurung Kelapa dengan NaCl dan Gas CO2 dalam Reaktor Fluidasi. Skripsi Tidak Diterbitkan. Malang: Jurusan Kimia Fakultas
Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Brawijaya.
Sembiring, M. T dan Sinaga. T. S. 2003. Arang Aktif (Pengenalan dan Proses Pembuatan). Sumatra Utara: Jurusan Teknik Industri. Fakultas Teknik Universitas Sumatra Utara.
Sudarmadji,S. B.Haryono, dan Suhardi.2007. Analisis Bahan Makanan dan Pertanian. Edisi
2. Kerjasama Liberty, Yogyakarta dengan PAU Pangan dan Gizi, UGM, Yogyakarta.
Sugiharto. 1987. Dasar-Dasar Pengolahan Air Limbah. Jakarta: UI Press.
Soenardjo, Edi dkk. 1991. Padi Buku 3. Bogor: Badan Penelitian dan Pengembangan Pertanian
Suharno. 1979. Sekam Padi Sebagai Sebagai Sumber Energi Alternatif.(www.smallcrab.com/). Diakses tanggal 1 Mei 2014).
Swiatkowski, A. 1998, Adsorption and its Aplication in Industry and Environmental Protection Studies in Surface Science and Catalysis. Belanda: Elsivier
Utari , W. 2013. Efektifitas karbon aktif dalam menurunkan kadar Bilangan peroksida dan penjernihan warna Pada minyak goreng bekas. Sumatera Utara: Fakultas Kesehatan
Masyarakat. Universitas Sumatera Utara.
Wannahari, R and Nordin. M.F.N. 2012. Reduction of Peroxide Value in Used Palm Cooking Oil Using Bagasse Adsorbent. American International Journal of Contemporary Research 2(1) 185-191.
Wijana, S. Arif. 2005. Tekno Pangan: Mengolah Minyak Goreng Bekas. Surabaya : Trubus
Agrisarana.
Wikipedia,2013, Karbon aktif,http://id.wikipedia.org/wiki/,9 Juni2013
Wikipedia,2013,KARBON/AKTIF/ACTIVATED/CARBON/COCONUT/SHELL, http://www.wikipedia.org/,9 Juni 2013
Winarno F.G. 1997. Kimia Pangan dan Gizi. PT Gramedia Pustaka Utama. Jakarta.
LAMPIRAN A 1. Gambar alat percobaan
Hot Plate
Tanur
2. Gambar Bahan – Bahan Percobaan Sekampadi
LAMPIRAN B
Gambar pemurnian Sampel Minyak Goreng
1. Minyak goreng bekas sebelum ditambahkan arang aktif
LAMPIRAN C
PERHITUNGAN DATA PENGUJIAN
Persamaan yang digunakan untuk menghitung berat jenis minyak yaitu :
Sampel I (waktu 40 menit dan massa arang aktif 5 gram)
����������= 16,7810−12,0645 5
= 0,9433
2. Menghitung kadar air pada minyak NO Massa ArangAktif
( gr)
Persamaan yang digunakan untuk menghitung kadar air pada minyak :
�������� (%) = ��������� − �������ℎ��
��������� � 100%
�������� (%) = 5−4,977
5 � 100%
= 0,460 %
3. Menghitung kadar asam lemak bebas NO Massa ArangAktif
( gr)
Persamaan yang digunakan untuk menghitung kadar asam lemak bebas :
������������������� (%) = ���������������
Dimana,
VKOH : Volume titran NaOH
N KOH : Normalitas larutan NaOH (mol/L) Mr KOH : Berat Molekul asam lemak 200 g/mol
Sampel I(waktu 40 menit dan massa arang aktif 5 gram)
������������������� (%) = 7,7 ��� 200 � 0,05
5 � 1000 � 100 %
= 1,54 %
4. Menghitung bilangan peroksida NO Massa ArangAktif
( gr)
Persamaan yang digunakan untuk menghitung bilangan peroksida :
�����������������= ���2�2�3����2�2�3� 8
������
Dimana,
N Na2S2O3 : Normalitas Larutan Na2S2O3
Sampel I
�����������������= 15,87 � 0,1 � 8 5
