1
AKTIVASI ADSORBEN FLY ASH BATUBARA DAN
PEMANFAATANNYA SEBAGAI PEMUCAT CRUDE PALM OIL (CPO)
ACTIVATION OF FLY ASH COAL ADSORBEN AND ITS UTILIZATION AS CRUDE PALM OIL(CPO) DISPLACEMENT
Marisa Naufa, Azwardi
Balai Riset dan Standardisasi Industri Medan, Jl. Sisingamangaraja No.24 Medan email: marisanf@yahoo.co.id
ABSTRAK
Pembakaran batubara menghasilkan limbah padat berupa Abu terbang batubara (Fly Ash) yang berdasarkan penelitian memiliki kapasitas adsorbsi yang baik untuk menurunkan COD (Chemical Oxygen Demand) pada limbah cair, menyerap gas organik, ion logam berat dan gas polutan. Modifikasi sifat fisik dan kimia perlu dilakukan untuk meningkatkan kapasitas adsorbsi Fly ash sebagai adsorben. Diantara modifikasi sifat fisik tersebut telah dilakukan pencucian dan aktivasi fly ash dengan Asam Sulfat. Diketahui Asam sulfat adalah asam kuat yang korosif, serta bila langsung dibuang ke lingkungan tanpa pengenceran dapat berbahaya. Oleh karena itu pada penelitian Ini pencucian atau aktivasi fly ash akan dilakukan dengan Asam Oksalat yang merupakan asam organik yang lebih aman bagi lingkungan. Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, aktivasi Fly Ash dengan Asam Oksalat mampu meningkatkan rasio Si/Al pada Fly Ash hingga mencapai 13,63. Adsorben-Fly Ash yang dihasilkan diaplikasikan sebagai pemucat pada CPO (Crude Palm Oil) dan berhasil menurunkan absorbansi oleh warna CPO pada = 445nm hingga 90,4%.
Kata Kunci : Fly Ash, Adsorben, CPO, Warna, Spektrofotometer UV/Vis
ABSTRACT
Combustion of coal produces solid waste in the form of coal fly ash, which based on research has a good adsorption capacity to reduce COD (Chemical Oxygen Demand) in liquid waste, absorb organic gases, heavy metal ions and pollutant gases. Modification of physical and chemical properties needs to be done to increase the capacity of Fly ash adsorption as an adsorbent. Among the modifications to the physical properties has been carried out washing and activation of fly ash with Sulfuric Acid. It is known that sulfuric acid is a strong corrosive acid, and if it is directly thrown into the environment without dilution it can be dangerous. Therefore in this study washing or activation of fly ash will be done with Oxalic Acid which is an organic acid that is safer for the environment. Based on the research that has been done, activation of Fly Ash with Oxalic Acid can increase the Si / Al ratio on Fly Ash to reach 13.63. The resulting Fly Ash adsorbent was applied as bleach on CPO (Crude Palm Oil) and succeeded in reducing the absorbance by CPO color at= 445nm to 90.4%.
Keywords : Fly Ash, Adsorbent, CPO, Color, UV / Vis Spectrophotometer
PENDAHULUAN
Batubara merupakan salah satu sumber energi alternatif yang sangat potensial
disamping minyak dan gas bumi.
Dipilihnya batubara sebagai sumber energi karena batubara relatif lebih murah dibandingkan minyak bumi. Indonesia memiliki sumber batubara yang sangat
melimpah sehingga batubara sangat
berpotensi sebagai bahan bakar alternatif. Data menunjukkan bahwa penggunaan
batubara di Indonesia mencapai 14,1% dari total penggunaan energi lain pada tahun 2003. Diperkirakan penggunaan energi batubara ini akan terus meningkat hingga 34,6% pada tahun 2025 (Lasryza, 2012).
Komponen utama dari fly ash
batubara yang berasal dari pembangkit listrik adalah silika (SiO2), alumina (Al2O3), dan besi oksida (Fe2O3), sisanya adalah karbon, kalsium, magnesium, dan
belerang. Banyaknya industri yang menggunakan batubara sebagai bahan
bakar meninggalkan sejumlah
permasalahan serius karena fly ash yang dihasilkan mengandung logam-logam berat yang signifikan jumlahnya (Suprapto, 2009). Pelepasan abu sisa pembakaran baik berupa fly ash maupun bottom ash akan
berdampak buruk bagi lingkungan
sehingga perlu adanya penanganan khusus untuk mengatasi dampak tersebut salah satunya dengan memanfaatkan limbah menjadi material baru yang mempunyai nilai ekonomis.
Sudut pandang terhadap fly ash harus diubah karena fly ash merupakan bahan baku potensial yang dapat digunakan
sebagai adsorben murah. Beberapa
penelitian telah menyimpulkan bahwa abu terbang memiliki kapasitas adsorbsi yang baik untuk menurunkan COD (Chemical Oxygen Demand) pada limbah cair (Ari, 2013), menyerap gas organik, ion logam berat dan gas polutan. Modifikasi sifat fisik
dan kimia perlu dilakukan untuk
meningkatkan kapasitas adsorbsi (Novia, 2010).
Beberapa penelitian telah dilakukan untuk mengaktivasi ataupun memurnikan
Fly ash ini. Diantaranya aktivasi
menggunakan Asam Sulfat. Namun
penggunaan Asam Sulfat yang merupakan
asam kuat dapat berbahaya bagi
lingkungan. Pembilasan setelah perlakuan dengan asam sulfat juga menghabiskan banyak Air Suling. Dari segi lingkungan dan ekonomis relatif belum efisien. (Naufa, 2017)
METODOLOGI
Bahan Kimia : Asam Oksalat (C2H2O4), H2SO4, HCl, NH4NO3, NH4Cl, NH4OH, n-Heksan, Aquadest
Bahan Non-Kimia : Fly ash, Kertas saring Alat : XRF, Furnace, Oven, Labu didih, Hot plate Stirer, Termometer, Corong, Neraca, Desikator, Spektrofotometer UV-Vis.
Karakterisasi Fly ash
Dilakukan karakterisasi Fly Ash
dengan menggunakan XRF yaitu untuk mengetahui kandungan logam dari Fly Ash.
Aktivasi dengan penambahan Asam Oksalat (C2H2O4)
Aktivasi dengan penambahan
larutan Asam Oksalat (0,5 ; 1 ; 1,5 M) sebanyak 100 ml ke dalam 20 gram fly ash
di dalam Labu didih alas datar kemudian direfluks pada suhu 50°C dengan variasi waktu 60 menit dan 120 menit dengan
bantuan Hotplate stirer magnetic,
pengadukan 150 rpm. Kemudian fly ash
disaring menggunakan kertas saring dan dicuci dengan aquades sampai beberapa kali untuk menurunkan keasamannya (sampai pH netral). Fly ash dikeringkan menggunakan oven pada suhu 110°C selama 1 jam. Adsorben yang dihasilkan diuji karakterisasi dengan BET dan diuji kadar SiO2 dan Al2O3.
Uji Aplikasi Adsorben sebagai Pemucat CPO
Uji aplikasi adsorben Fly Ash sebagai
pemucat CPO dilakukan dengan
menambahkan Adsorben-Fly Ash dengan variasi 1% ; 5% ; 10% ke dalam 100 g CPO yang diaduk dengan kecepatan 150 rpm, suhu 100-110C dengan waktu 30 menit. Hasilnya disaring dan diukur perubahan warna CPO menggunakan Spektrofotometer UV-Vis. Pelarut yang digunakan untuk melarutkan CPO adalah n-Heksan.
Uji Aplikasi Fly Ash Langsung Sebagai Adsorben
Uji aplikasi dilakukan dengan
menambahkan Fly Ash dengan variasi 1% ; 5% 10% ke dalam 100 ml CPO yang diaduk dengan kecepatan 150 rpm dengan variasi waktu 30 menit. Hasilnya disaring
dan diukur intensitas warna CPO
3
HASIL DAN PEMBAHASAN Karakterisasi Fly ash
Karakterisasi Fly Ash yang belum diaktifkan dengan Asam Oksalat dengan menggunakan XRF pada Tabel 1.
Tabel 1. Hasil Karakterisasi Fly Ash
Parameter Satuan Fly Ash
SiO2 % 65,43 Al2O3 % 19,97 Fe2O3 % 5,77 CaO % 1,92 MgO % 1,88 K2O % 0,49 Na2O % 3,02 MnO2 % 0,05 TiO2 % 0,85 P2O5 % 0,36 SO3 % 0,72
Didapatkan kadar SiO2 di dalam Fly
Ash sebesar 65,43% dengan Rasio Si/Al = 3,28. Zeolit komersial memiliki Rasio Si/Al = 5,52 (Apriyanti, 2015). Masih perlu dilakukan aktivasi terhadap Fly Ash untuk meningkatkan Rasio Si/Al sehingga Fly Ash akan memiliki sifat daya serap yang baik.
Aktivasi Fly Ash dengan penambahan Asam Oksalat (C2H2O4)
Aktivasi Fly Ash menggunakan Asam Oksalat dilakukan dengan beberapa variasi konsentrasi pada suhu 100-110C
dengan hasil aktivasi Tabel 4.2.1.
didapatkan bahwa Rasio Si/Al tertinggi pada aktivasi menggunakan Asam Oksalat 1,5 M, yaitu 13,63.
Tabel 2. Hasil Aktivasi Adsorben-Fly Ash dengan Asam Oksalat Parameter Satuan Tanpa Asam Oksalat Pencucian dengan Asam Oksalat 0,5 M 1 M 1,5 M SiO2 % 65,43 71,23 79,72 92,43 Al2O3 % 19,97 15,21 12,18 6,78 Fe2O3 % 5,77 4,22 3,34 2,14 CaO % 1,92 1,52 1,17 0,83 MgO % 1,88 1,32 0,92 0,13 K2O % 0,49 0,65 0,69 0,77 Na2O % 3,02 2,78 2,17 1,73 MnO % 0,05 0,03 0,02 0,02 TiO2 % 0,85 0,58 0,45 0,32 P2O5 % 0,36 0,25 0,18 0,11 Rasio Si/Al 3,28 4,68 6,55 13,63
Tabel 3. Perbandingan Kandungan Oksida Logam pada Fly Ash, Zeolit dan Adsorben-Fly As
Parameter Satuan Fly
Ash*) Zeolit Komersial**) Adsorben-Fly Ash***) SiO2 % 65,43 67,38 92,43 Al2O3 % 19,97 12,20 6,78 Fe2O3 % 5,77 1,87 2,14 CaO % 1,92 1,75 0,83 MgO % 1,88 0,60 0,13 K2O % 0,49 3,14 0,77 Na2O % 3,02 1,58 1,73 MnO % 0,05 1,11 0,02 TiO2 % 0,85 0,12 0,32 P2O5 % 0,36 - 0,11 Rasio Si/Al 3,28 5,52 13,63
Uji Aplikasi Adsorben-Fly Ash dan Fly Ash sebagai Pemucat CPO
Pemucatan CPO menggunakan Adsorben-Fly Ash dengan variasi 1% ; 5% ; 10% di dalam 100 ml CPO yang diaduk dengan kecepatan 150 rpm dengan waktu 30 menit. Degradasi warna diukur pada Panjang Gelombang optimum = 445 nm.
Gambar 1. Penentuan Panjang Gelombang Optimum CPO-n-Heksan pada Spektrofotometer UV-Vis
Tabel 1. Pengukuran Absorbansi oleh CPO
pada = 445 nm menggunakan
Spektrofotometer UV/Vis.
Jenis Adsorben Penambahan Adsorben
0% 1% 5% 10%
Fly Ash 0,624 0,6 0,58 0,48
Zeolit Komersial 0,624 0,3 0,18 0,04 Adsorben-Fly
Ash 0,624 0,36 0,22 0,06
Gambar 2. Grafik Hubungan Antara Penambahan Adsorben dengan Adsorbansi oleh Warna CPO
Pemucatan dilakukan dengan
menambahkan menggunakan Fly Ash, Zeolit Komersial dan Adsorben –FlyAsh Penurunan Intensitas warna CPO hasil pemucatan menggunakan Adsorben-Fly
Ash mencapai 90,4% mendekati
kemampuan Zeolit komersial yaitu 93,6%.
KESIMPULAN
1. Asam Oksalat dapat digunakan untuk aktivasi Fly Ash.
2. Konsentrasi optimal Asam Oksalat
dapat mengaktivasi Fly Ash menjadi Adsorben-Fly Ash dengan rasio Si/Al tertinggi yaitu 13,63 adalah pada 1,5 M. 3. Adsorben-Fly Ash mampu menurunkan
warna CPO.
4. Kemampuan Adsorben untuk
menurunkan warna CPO mendekati Zeolit komersial, Adsorben-Fly Ash
mencapai 90,4% sedangkan Zeolit komersial 93,6%.
DAFTAR PUSTAKA
Alberty, R., A and Daniels, F. 1983.
Physical Chemistry. New York :
John Willey and Sons.
Apriyanti, Kartika. 2015. Karakterisasi Zeolit Mangan Komersial dan Aplikasinya dalam Mangadsorbsi
Ion Fosfat. Jurnal Kimia
Khatulistiwa, Tahun 2015, Volume 4(1), halaman 51-57.
Azwardi, 1997. Pengembangan Teknologi Proses Pemanfaatan Zeolit sebagai
Bahan Pemucat. Proyek
Pengembangan dan Pelayanan
Teknologi Industri Sumatera Utara. Balai Industri Medan.
Bernasconi, G. 1995. Teknologi Kimia. Jakarta : Pradnya Paramita.
Dwicahyo, Ari, 2013. Pemanfaatan Fly Ash Batubara sebagai Adsorben dalam Penyisihan COD dari Limbah Cair Domestik Rumah Susun Wonorejo
Surabaya. Jurnal Ilmiah Teknik
Lingkungan Vol. 4 No. 1, 2013. Fahriyah. 2009. Modifikasi Abu Layang
sebagai Adsorben Gas NO2.
Yogyakarta: Fakultas Teknik Sipil UII.
Firdaushanif. 2007. Pembakaran Batubara.
(http://firdaushanif.multiply.com/jo urnal/item/2/Pembakaran_Batubara) diunduh pada tanggal 14 Oktober 2011.
Harijono, D. 1993. Fly ash dan
Pemanfaatannya. Seminar Nasional
Batubara Indonesia. Yogyakarta : UGM.
Koesnadi. 2008. Fly ash. (http://heri- mylife.blogspot.com/2008/06/fly-ash.html). diunduh pada tanggal 28 Februari 2012.
Lasryza, Ayu. Dyah Sawitri. 2012.
Pemanfaatan Fly ash Batubara sebagai Adsorben Emisi Gas CO
pada Kendaraan Bermotor. Jurnal
Teknik POMITS, No. 1, 2012 (1-6). Naufa, Marisa. 2017. Karakterisasi dan
5
PT. Evergreen International Paper.
Jurnal Teknik dan Teknologi Balai Riset dan Standardisasi Industri Medan. Vol : 12 No. 24 Tahun 2017.
Novia, 2010. Pembuatan Adsorben dari
Fly ash Hasil Pembakaran
Batubara untuk Mengadsorbsi
Logam Besi (Fe). Skripsi Jurusan
Teknik Kimia Universitas
Sriwijaya.
Purwati S., Rina S. Soetopo, Setiadji,
Yusup S., 2006. Potensi dan
Alternatif Pemanfaatan Limbah
Padat Industri Pulp dan Kertas.
Berita Selulosa, Volume 41, No. 2, Desember 2006: 68-79.
Putri, Marinda. 2008. Fly ash Batubara
Sebagai Adsorben.
(http://majarimagazine.com/2008/0 6/abu-terbang-batubara-sebagai-adsorben/) diunduh pada tanggal 14 Oktober 2011.
Sunardi. 2006. Batubara dan
Pemanfaatannya. Yogyakarta :
Gajah Mada University Press. Tanaka, T., Ohyama, T., Maruo, Y.Y., and
T. Hayashi. 2002. Coloration
Reaction Between NO2 and
Organic Compound in Porous
Glass For Cumulative Gas Sensor.
Sensors And Actuators B 47, pp.
65-69.
Widiharti, I., A., G. 2008. Adsorpsi Anion Cr(VI) Oleh Batu Pasir Teraktivasi
Asam Dan Tersalut Fe2O3.
(http://ejournal.unud.ac.id/abstrak/j-kim-vol2-no1-widihati.pdf) diunduh pada tanggal 14 Oktober 2011. Yuliani Tri Lestari, 2013. Pemanfaatan
Limbah Abu Terbang (Fly ash) Batubara sebagai Adsorben untuk
Penentuan Kadar Gas NO2 di
Udara. Kimia, FMIPA, Universitas
