1 Adsorpsi Emisi Gas CO, NO dan NOX Menggunakan Arang Aktif dari Limbah Ampas Tebu (Saccharum officinarum) pada Kendaraan Bermotor Roda Empat
Ismiyati H Yusuf, Abd. Wahid Wahab, dan Maming
Jurusan Kimia, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Hasanudiin Jl. Perintis Kemerdekaan Km. 10 Makassar 90245 email: imyyusuf26@gmail.com
Adsorption of Gases CO, NO and NOx Using Activated Carbon From Waste Dregs of Sugarcane (Saccharum Officianarum) At Four Wheel Motor Vehicles.
Ismiyati H Yusuf, Abd. Wahid Wahab, dan Maming
Chemistry Department, Faculty of Mathematics and Natural Science, Hasanuddin University, Perintis Kemerdekaan Street Km. 10 Makassar 90245 email: imyyusuf26@gmail.com
Abstrak. Adsorpsi Emisi Gas CO, NO Dan NOx Menggunakan Karbon Aktif Dari Limbah Ampas Tebu (Saccharum Officianarum) Pada Kendaraan Bermotor Roda Empat. Penelitian ini bertujuan untuk menadsorpsi emisi gas CO, NO dan NOx pada kendaraan bermotor roda empat. Penelitian ini juga bertujuan untuk menghasilkan karbon aktif dari ampas tebu dengan luas permukaan yang besar dengan aktivasi KOH 5 M dengan variasi suhu. Penggunaan Arang Ampas Tebu sebagai media adsorpsi gas CO, NO dan NOx pada emisi gas buang kendaraan bermotor roda
empat. Limbah biomassa dari ampas tebu merupakan salah satu alternatif yang dapat digunakan. Dari hasil penelitian diketahui bahwa media karbon aktif yang dimasukkan pada tabung adsorpsi memberikan hasil penurunan konsentrasi gas CO sebesar 33,3 % pada suhu 350 oC, 33,3% pada suhu 400 oC dan 47,6% pada suhu 500 oC, sedangkan gas NO terjadi penurunan sebesar 25,69% pada suhu 350 oC, 29,77% pada suhu 400
o
C dan 33,58% pada suhu 500 oC, dan pada gas NOx
terjadi penurunan sebesar 25,65% pada suhu 350 oC, 29,47% pada suhu 400 oC dan 33,15% pada suhu 500 oC.
Kata Kunci: kendaraan, emisi gas, ampas tebu, karbon aktif, PEM-9004.
Abstract. Adsorption of Gases CO, NO and NOx Using Activated Carbon From Waste Dregs of Sugarcane (Saccharum Officianarum) At Four Wheel Motor Vehicles. This study aims to menadsorpsi gas emissions CO, NO and NOx in automobiles. This study also aims to produce activated carbon from bagasse with a large surface area with 5 M KOH activation with temperature variations. The use of bagasse as a medium charcoal adsorption of CO, NO and NOx in exhaust emissions automobiles. Waste biomass from bagasse is one alternative that can be used. The results showed that activated carbon media is loaded in the adsorption tube results in decreased concentrations of CO gas by 33.3% at a temperature of 350 ° C, 33.3% at a temperature of 400 ° C and 47.6% at a temperature of 500 ° C, while the NO gas a decline of 25.69% at a temperature of 350 ° C, 29.77% at a temperature of 400 ° C and 33.58% at a temperature of 500 ° C, and the NOx gases decline of 25.65% at a temperature of 350 ° C, 29.47% at a temperature of 400 ° C and 33.15% at a temperature of 500 ° C.
▸ Baca selengkapnya: kendaraan roda 4 anak tk
(2)2 PENDAHULUAN
Penggunaan motor Diesel di kota besar menjadi sangat penting, hal ini bisa dilihat dari banyaknya jumlah bus-bus penumpang dan mesin-mesin industri. Kelebihannya adalah tenaga yang besar dan konsumsi bahan bakar yang rendah, sedangkan kekurangannya adalah emisi gas buang yang dihasilkan sangat berbahaya. (Tobing, 2010).
Gas buang yang dihasilkan dari sisa pembakaran pada sepeda motor terdiri dari berbagai macam gas seperti CO, HC (hidrokarbon) dan NOx (Arisma, 2010). Gas NOx dapat menyebabkan sesak napas pada penderita asma, sering menimbulkan sukar tidur, batuk-batuk dan dapat juga mengakibatkan kabut atau asap (Kusuma, 2003). Sedangkan gas CO ini merupakan salah satu sebab utama keracunan gas yang paling umum bagi kesehatan manusia (Arisma, 2010).
Karbon aktif merupakan bahan kimia yang saat ini banyak digunakan dalam industri yang menggunakan proses absorpsi dan purifikasi (Soetomo, 2012). Ampas tebu dapat digunakan sebagai bahan baku pembuatan karbon aktif karena merupakan material yang mengandung lignoselulosa. Lignoselulosa merupakan unsure yang banyak
mengandung karbon (Kalderis dkk, 2008).
Secara umum dengan merujuk pada program EST (Environment Sustainable Transportation), untuk mengontrol atau mengurangi polutan udara dari kendaraan bermotor dapat dilakukan dengan cara modifikasi pada mesin, modifikasi penggunaan bahan bakar atau sistem bahan bakarnya dan modifikasi pada saluran gas buang. Sedangkan hal yang dapat dilakukan sebagai wujud dari Vehicle Emission Control adalah cara ke tiga yaitu modifikasi saluran gas buang yaitu dengan melakukan rancang bangun dan pemasangan alat PEM-9004 (Portable Emissions Analyzer) pada sistem saluran pembuangan gas kendaraan bermotor untuk mengukur kadar emisi gas pada kendaraan tersebut (PEM-9004, 2008).
.Instrumen analitik Teledyne (TAI) model PEM 9004 merupakan suatu penganalisa komputer multifungsi untuk menganalisis gas dengan integrasi perhitungan fungsi. Sistem ini cocok untuk pemantauan pemanasan, baris knalpot, dan instalasi gas-gas buang. PEM 9004 menganalisis hasil proses pembakaran gas. Informasi yang tersedia dilayar dapat dicetak dalam bentuk
3
laporan. PEM-9004 dapat mengukur gas O2, CO, SO2, dan NO serta beberapa gas lainnya (PEM-9004, 2008).
METODE PENELITIAN Bahan
Bahan-bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah ampas tebu sebagai sumber arang, KOH 5 M, akuades, tissue roll, HCl 5 M, kertas saring Whatmann No. 42, Mobil dan kertas lakmus.
Alat
Tanur, Portable Emission Measurment (PEM) 9004, neraca analitik, penyaring ukuran 125 mesh, timbangan, cawan petri, corong Buchner, tabung adsorpsi, batang pengaduk, neraca analitik, corong kaca, lumpang porselin, grinder, burner, desikator, gelas kimia 100 mL, 250 mL, 600 mL, oven, Gelas Ukur 10 mL, 25 mL.
Prosedur Karbonisasi
Ampas tebu diproses menjadi karbon melalui proses karbonisasi. Ampas tebu yang digunakan terlebih dahulu dicuci, dikeringkan dan dipotong kecil-kecil dan dihaluskan menggunakan grinder. Kemudian ampas tebu dimasukkan ke dalam kaleng dan dibakar sampai asap keluar dari kaleng. Setelah semua
menjadi arang, lubang pada kaleng ditutup agar tidak ada udara yang masuk.. Proses karbonisasi selesai ketika ampas tebu sudah sepenuhnya berubah menjadi warna hitam. Kemudian arang dari ampas tebu yang dihasilkan dihaluskan dengan menggunakan penyaring berukuran 50 mesh
Aktivasi
Hasil karbon yang telah dikarbonisasi kemudian dicampur dengan larutan activating agent KOH dengan rasio massa KOH/massa karbon adalah 3/1. Setelah pencampuran, dilakukan pengaduk serbuk karbon dan KOH dan diamkan hingga 1 hari pada suhu kamar.
Setelah didiamkan didapatkan karbon hasil impregnasi dengan KOH berbentuk slurry. Kemudian disaring dengan menggunakan corong Buchner. Pencucian, Pengeringan, dan Pendinginan
Selanjutnya dicuci dengan HCl 5 N dan akuades secara berulang-ulang untuk menghilangkan sisa kotoran dan menetralkan karbon aktif. Setelah dicuci, sampel dikeringkan didalam oven dengan temperatur 110 oC. Selanjutnya, sampel karbon aktif yang diperoleh disimpan dalam desikator agar karbon tetap kering. Dan diaktivasi dengan dimasukkan
4
kedalam tanur dengan variasi suhu 350 o
C, 400 oC dan 500 oC. Penentuan Kadar Air
Karbon aktif (350 oC, 400 oC, 500 o
C) ditimbang 1-2 g dalam cawan petridish kemudian dikeringkan pada oven 105 oC selama 4 jam. Karbon aktif didinginkan dalam destikator dan ditimbang. Menurut Sudarmadji (1984), kadar air dapat ditentukan dengan persamaan sebagai berikut :
Kadar air (%) =
dengan:
W awal = berat karbon aktif mula-mula (gram)
W akhir = berat karbon aktif setelah dikeringkan (gram)
Penentuan Kadar Abu
Satu gram karbon aktif (350 oC, 450 oC, 500oC) dimasukkan ke dalam cawan porselen. Selanjutnya contoh dipanaskan di dalam tanur pada suhu 750 °C selama 6 jam. Setelah itu didinginkan di dalam desikator selama 1 jam dan ditimbang. Pemanasan dan penimbangan diulang hingga diperoleh bobot yang konstan.Waktu pemanasan cukup 1 jam selama pengulangan. Kadar abu dihitung dengan rumus (AOAC, 1990) :
Kadar Abu =
Analisis Kadar Mudah Menguap
Sebanyak 1 g sampel arang aktif (350, 400, dan 500 oC) dimasukkan ke dalam cawan porselen yang telah diketahui bobot keringnya. Selanjutnya sampel dipanaskan dalam furnice 600 °C selama 10 menit, kemudian didinginkan dalam eksikator dan ditimbang. Cawan ditutup serapat mungkin. Perhitungan kadar zat volatil menggunakan persamaan berikut ini:
Kadar zat menguap (%) = dengan
a = bobot sampel sebelum pemanasan (g)
b = bobot sampel sesudah pemanasan (g) Analisis Kadar Karbon Terikat
Karbon dalam arang adalah zat yang terdapat pada fraksi padat hasil pirolisis, selain abu (zat anorganik) dan zat volatil yang masih terdapat pada pori-pori arang.
Perhitungan kadar karbon terikat menggunakan persamaan berikut ini: Kadar karbon terikat (%) = 100% - (b +
c)
Dengan :
b = kadar zat mudah menguap (%)
5 Pembuatan Tabung Adsorpsi
Tabung adsorpsi ini bertujuan untuk menyimpan arang aktif sebagai media penyerap emisi gas CO, NO dan NOx. Rincian spesifikasi tabung adsorpsi adalah sebagai berikut :
1.Panjang tabung : 20 cm 2.Diameter tabung luar : 3 cm 3. Diameter tabung dalam : 2,5 cm
Tabung adsorpsi pada (Gambar 1) terbuat dari besi dn aluminium. Tabung bagian luar terbuat dari besi, tabung bagian dalam terbuat dari aluminium.
Gambar 1 Rancangan Tabung Adsorpsi (Basuki, dkk, 2008).
Pengukuran Emisi Gas CO, NO dan NOx tanpa Katalitik Konverter
Kendaraan yang akan diukur ditempatkan pada posisi datar. Kemudian dinyalakan dengan variasi waktu selama 0 menit, 1 menit, 2 menit, 3 menit, 4 menit dan 5 menit. Setelah itu, dilakukan pengukuran emisi gas menggunakan PEM-9004. Pengukuran Emisi Gas CO, NO dan NOx Arang Aktif dari ampas tebu
Kendaraan yang akan diukur ditempatkan pada posisi datar. Kemudian tabung adsorpsi yang berisi arang aktif dari limbah ampas tebu dengan suhu 350 o
C, 400 oC, dan 500 oC dipasang di knalpot mobil, Dinyalakan mobil dan kemudian, dilakukan pengukuran emisi gas terhadap asap kendaraan bermotor roda empat dengan variasi waktu sama yaitu 0 menit 1 menit, 2 menit, 3 menit, 4 menit dan 5 menit . Kemudian, probe alat uji PEM 9004 diletakkan tepat di dalam tabung adsorpsi selama 20 detik untuk masing-masing pengukuran sebelum menggunakan tabung adsorpsi berisi arang aktif dan setelah menggunakan tabung adsorpsi berisi arang aktif. Selanjutnya, hasil pengukuran emisi gas akan ditampilkan pada layar PEM-9004. HASIL DAN PEMBAHASAN
Preparasi Bahan Ampas Tebu
Ampas tebu diproses menjadi karbon melalui proses karbonisasi. Ampas tebu yang digunakan terlebih dahulu dikeringkan dan dipotong kecil-kecil dan dihaluskan menggunakan grinder agar ukuran tereduksi. Dengan adanya penghalusan ini, proses ampas tebu akan lebih merata karena semakin kecil (halus) ukuran ampas tebu, maka semakin besar luar permukaan ampas
6
tebu yang terkena kontak dengan panas pada proses karbonisasi.
Gambar 2. Ampas tebu sebelum dihaluskan
Karbonisasi
Proses karbonisasi ampas tebu dilakukan di dalam kaleng bekas yang telah diberi lubang sebagai jalan masuknya udara. Ampas tebu yang telah kering dimasukkan ke dalam kaleng dan dibakar sampai asap keluar dari kaleng. Setelah semua menjadi arang, lubang pada kaleng ditutup agar tidak ada udara yang masuk karena akan membuat sebagian arang menjadi abu. Proses karbonisasi selesai ketika ampas tebu sudah sepenuhnya berubah menjadi warna hitam. Arang hasil proses karbonisasi ampas tebu ini dapat dilihat pada gambar 4.
Gambar 3. Ampas tebu sesudah dihaluskan
Gambar 4.Arang hasil proses karbonisasi Setelah Setelah proses karbonisasi selesai, arang dari ampas tebu yang dihasilkan dihaluskan dengan menggunakan penyaring berukuran 50 mesh. Penghalusan ini bertujuan agar arang lebih berukuran homogen dan lebih kecil ukuran partikelnya. Ukuran partikel ini akan mempengaruhi luas permukaan karbon aktif yang dihasilkan. Menurut Shofa 2009, Semakin kecil
7
ukuran partikel arang/karbon akan memperbesar luas permukaan karbon yang melakukan kontak dengan
activating agent sewaktu proses aktivasi sehingga lebih banyak karbon yang teraktivasi dan semakin banyak pori-pori yang terbentuk pada setiap partikel karbon.
Gambar 5 Arang aktif yang telah dihaluskan
Hasil Pencampuran Activating Agent dengan Karbon
Avtivating agent yang digunakan pada penelitian ini ialah KOH. KOH yang digunakan berupa padatan sehingga sebelum dilakukan pencampuran dengan karbon ampas tebu, KOH tersebut dibuat menjadi larutan. Padatan KOH ditimbang 14 gram, dan perbandingan massa
activating agent dengan massa karbon yang digunakan, yaitu sebesar 3:1. Pemilihan rasio massa activating agent
dengan massa karbon yang digunakan ini
berdasarkan penelitian sebelumnya bahwa pada rasio tersebut karbon yang berasal dari ampas tebu bereaksi dengan KOH saat aktivasi mengahsilkan luas permukaan yang tinggi yaitu diatas 900 m2/gram (Lydia, 2012). . Campuran diaduk dan dibiarkan hingga 1 hari atau 24 jam untuk memperluas pori-pori permukaan arang aktif. Selain itu, perlakuan tersebut bertujuan agar karbon terimpregnasi oleh activating agent KOH dan kandungan air pada larutan KOH dapat menguap sehingga KOH dapat bereaksi dengan karbon dan pori-pori dapat terbentuk. Setelah proses perendaman, didapatkan campuran karbon aktif dengan Activating agent
berwarna hitam.
Proses Pencucian dan Hasil Pengeringan Karbon Aktif
Setelah proses aktivasi, karbon aktif hasil aktivasi dengan KOH yang didapat masuk dalam tahap pencucian. Pencucian ini dilakukan untuk menghilangkan sisa activating agent
KOH dan zat-zat hasil reaksi sewaktu aktivasi yang mungkin menutupi permukaan pori-pori karbon aktif. Bila tidak dilakukan pencucian maka dapat menyebabkan tertutupnya karbon aktif
8
oleh zat-zat hasil reaksi yang akan membuat luas permukaan menjadi rendah atau data luas permukaan menjadi tidak tepat.
Tahap pencucian diawali dengan mencuci karbon aktif yang telah disaring dengan larutan HCl 5 M. larutan ini berfungsi untuk menghilangkan sisa-sisa –OH dari activating agent pada karbon aktif dan menghasilkan zat-zat hasil reaksi sewaktu aktivasi. Sewaktu penambahan larutan HCl 5 M ke karbon aktif, timbul gelembung-gelembung gas. Hal ini menandakan bahwa pada karbon aktif terdapat gas-gas hasil reaksi sewaktu aktivasi, yaitu gas H2 dan CO2, yang menutupi pori-pori karbon aktif sehingga sewaktu dilakukan pencucian, gas-gas ini keluar dari pori-pori karbon aktif tersebut. Pencucian karbon aktif dengan HCl ini dilakukan 2-3 kali. Pencucian diulakukan dengan merendam karbon dengan HCl kemudian disaring menggunakan corong Buchner.
Setelah pencucian dengan HCl, karbon aktif dicuci dengan menggunakan akuadest. Pencucian dengan akuades ini bertujuan untuk menghilangkan sisa-sisa ion –Cl yang masih terdapat pada karbon aktif. Pencucian dengan akuades ini
dilakukan berkali-kali sampai akuades mencapai pH netral
Hasil Proses Aktivasi Karbon
Proses aktivasi ini dilakukan dengan cara pemanasan suhu. Proses aktivasi ini dilakukan pada suhu 350, 400, dan 500 oC selama ½ jam. Pemilihan suhu dan waktu merupakan parameter penting sewaktu proses aktivasi terkait bahan baku yang digunakan dan pembentukan pori-pori. Ampas tebu merupakan salah satu material yang mengandung karbon dalam jumlah yang cukup/sedang. Pada suhu dan waktu tertentu, activating agent akan bereaksi dengan karbon sehingga membentuk pori-pori. Jika suhu yang digunakan terlalu rendah, dikhawatirkan karbon dengan activating agent tidak bereaksi optimal bahkan belum bereaksi sehingga pori-pori yang dihasilkan hanya sedikit. Namun bila suhu yang digunakan terlalu tinggi pula akan merusak struktur pori-pori karbon sewaktu aktivasi. Selain itu, waktu juga mempengaruhi pembentukan pori-pori pada karbon. Lama waktu yang terlalu rendah akan menyebabkan activating agent dengan karbon tidak bereaksi secara optimal. Sedangkan waktu yang
9
terlalu panjang juga akan menyebabkan karbon hilang atau habis bereaksi sewaktu aktivasi. kondisi optimum untuk menghasilkan luas permukaan yang tinggi.
Pengujian Kualitas Karbon Aktif
Pengujian kualitas dari sifat karbon aktif dihasilkan dalam penelitian ini. Perbedaan suhu aktivasi memberikan sifat karakteristik yang berbeda pada masing-masing karbon aktif. Sifat
karakterisasi yang diamati pada penelitian ini yaitu sifat fisiokimia karbon aktif meliputi kadar air, kadar abu, kadar zat mudah menguap, kadar karbon terikat dan unsur penyusunnya dengan mikgrograf
Scanning Electron Microscopy- Electron Dispertive Analysis X-Ray (SEM-EDAX). Variasi suhu (oC) % Kadar air % Kadar abu % Kadar zat mudah
menguap % Kadar Karbon Terikat 350 400 500 15,13 11,45 10,47 8,02 8,66 9,81 19,51 16,61 14,68 72,40 74,70 77.51 Tabel 1 Hasil Analisa Karbonisasi pada Ampas Tebu
Pengujian Kadar Air
Metode yang digunakan dalam penentuan kadar air dari karbon adalah metode gravimetric yang merupakan analisis kimia berdasarkan penimbangan. Dalam penentuan kadar air pada karbon aktif ini dianalisis berdasarkan penimbangan berat karbon aktif sebelum diuapkan kandungan airnya dan ketika sudah diuapkan kandungan airnya. Penguapan kandungan air dalam karbon
aktif dilakukan dalam oven dengan suhu 105 oC selama 3 jam agar kandungan air dalam karbon teruapkan secara maksimal. Karbon aktif yang telah diuapkan kandungan airnya selanjutnya dimasukkan dalam desikator agar sampel berupa karbon aktif tetap dalam kondisi kering tidak menyerap air disekitar ruangan sebelum ditimbang.
telah memenuhi syarat mutu karbon aktif dengan nilai kadar yang telah ditentukan.
10 Pengujuian Kadar Abu
Semakin besar ukuran karbon aktif maka kadar abu yang terkandung di dalamnya semakin besar. Karbon aktif yang terbuat dari ampas tebu tergolong karbon aktif fasa cair yang terbuat dari bahan baku yang mempunyai densitas kecil dan mempunyai struktur kadar abu yang tinggi berupa silica.
Kadar abu (Tabel 1) yang dihasilkan pada penelitian ini menunjukkan bahwa untuk arang aktif ampas tebu, kadar abu tertinggi (9,8`%) terdapat pada arang aktif yang diaktivasi dengan KOH pada suhu 350 oC, sedangkan kadar abu terendah (8,02%) terdapat pada arang aktif yang diaktivasi dengan KOH pada suhu 500 °C.
Pengujian Kadar Zat Mudah Menguap Zat mudah menguap bertujuan untuk mengetahui kandungan senyawa yang belum menguap pada proses karbonisasi tetapi menguap pada suhu 600 °C . Pada suhu 350 oC kadar zat mudah menguap yang didapat adalah 19,51% sedangkan pada suhu 400 oC kadar zat mudah menguap menurun menjadi 16,61% dan pada suhu 500 oC kadar zat mudah menguap yang didapat semakin menurun yaitu 14,68%. Hasil penelitian ini juga pernah diperoleh
Wibowo, dkk (2004) yang dilakukan pada tempurung biji nyamplung. Hal ini disebabkan karena adanya interaksi antara karbon dengan udara sehingga kadar zat mudah menguap yang diperoleh semakin meningkat.
Pengujian Kadar Karbon Terikat Penentuan kadar karbon terikat ampas tebu bertujuan untuk mengetahui kandungan karbon setelah proses karbonisasi. Kadar karbon terikat yang dihasilkan pada penelitian ini berkisar antara 70,68 ~ 77,3%. Kadar karbon terikat terendah dihasilkan dari perlaku aktivasi 300 oC tertinggi pada perlakuan aktivasi 500 oC
Berdasarkan SNI 06-3730-95, kadar karbon terikat pada penelitian ini semuanya memenuhi syarat karena memiliki karbon terikat lebih besar dari 65%. Menurut Perrich (1981), besar kecilnya kadar karbon terikat arang aktif yang dihasilkan dipengaruhi oleh bervariasinya kadar abu dan kadar zat mudah menguap.
Pengujian Permukaan Adsorben Melalui Analisin Scanning Electron Microscope (SEM)
Morfologi permukaan adsorben karbon aktif aktivasi KOH pada suhu 500 o
11
menggunakan SEM dengan perbesaran objek 20 µm yang hasilnya dapat dilihat pada Gambar berikut :
Gambar 6. Mikrograf SEM permukaan adsorben tanpa aktivasi
Gambar 7. Mikrograf SEM permukaan adsorben aktivasi KOH suhu 500 oC
Berdasarkan Gambar tersebut, terlihat perbedaan morfologi permukaan dari karbon aktif teraktivasi KOH dengan suhu 500 oC dan karbon aktif tanpa aktivasi. Pada karbon aktif teraktivasi KOH dengan suhu 500 oC terlihat distribusi pori-pori yang lebih beraturan dengan jumlah pori yang lebih banyak disbanding dengan karbon aktif tanpa aktivasi. Selain itu, pada karbon aktif
aktivasi KOH jumlah pori-pori permukaan terlihat lebih banyak dibandingkan dengan pori-pori karbon aktif tanpa aktivasi yang lebih sedikit. Hal ini dikarenakan aktivasi dengan KOH lebih dapat melarutkan pengotor sehingga pori-pori lebih banyak terbentuk dan proses penjerapan adsorbat menjadi lebih maksimal, dibandingkan dengan tanpa aktivasi yang lebih sedikit jumlah pori-porinya.
Pengolahan Data
Kendaraan yang akan diukur ditempatkan pada posisi datar. Kemudian dilakukan pengulangan selama 5 kali dan diukur emisi gas CO, NO, dan NOx menggunakan PEM-9004. Selanjutnya sampel dimasukkan pada tabung katalitik 11uchner11r yang telah berisi arang aktif kemudian dimasukkan kedalam knalpot mobil. Pada penelitian ini. Perlu diketahui hubungan emisi yang dihasilkan dari pembakaran bahan bakar pada kendaran bermotor roda empat.
12
Adsorpsi gas CO, NO dan NOx dengan adsorben karbon aktif yang berasal dari limbah ampas tebu dapat dilihat dengan pengukuran gas. Pengukuran gas dilakukan dengan melewatkan emisi gas kendaraan mobil pada adsorben karbon aktif sebanyak 15 gram yang telah dimasukkan kedalam tabung katalitik. Daya adsorpsi gas CO, NO, dan NOx karbon aktif ampas tebu dapat dilihat dengan membandingkan hasil pengukuran emisi gas CO, NO, dan NOx tanpa adsorben dan adsorben dengan variasi suhu.
Perlakuan Gas yang diukur CO (ppm) NO (ppm) NOx (ppm) (A1) 210 78,6 76 (A2) 190 69,6 67,6 (A3) 140 58,4 56,5 (A4) 140 55,2 53,6 (A5) 110 52,2 50,8
Tabel 2 Pengukuran Kadar Emisi Gas CO, NOdan NOx dengan PEM-9009 Ket :
A1 = Kontrol
A2 = Arang aktif tanpa aktivasi A3 = Arang aktif dengan suhu 350 oC A4 = Arang aktif dengan suhu 400 oC A5 = Arang aktif dengan suhu 500 oC
Gambar 9 Grafik Kadar Emisi Gas CO, NO dan NOx
Berdasarkan data pada tabel dan grafik tersebut, hasil pengukuran emisi gas, konsentrasi kadar emisi gas CO sebelum penambahan karbon aktif sebesar 210 ppm, NOx 76 ppm dan NO 78,6 ppm, sedangkan setelah penambahan dengan arang aktif tanpa aktivasi diperoleh hasil dari CO sebesar 190 ppm, NOx sebesar 67,7 ppm dan NO sebesar 69,6 ppm. Dengan demikian pemakaian arang aktif tanpa aktivasi juga dapat menyebabkan penurunan kadar emisi gas. Selain itu, pada tabel tersebut terlihat terjadi penurunan ketika arang aktif ampas tebu dilakukan perlakuan dengan mengaktivasi pada suhu 350, 400 dan 500 o
C. Pada variasi suhu tersebut terjadi penurunan konsentrasi emisi gas. Pada suhu 350 oC terjadi penurunan yaitu pada gas CO penurunan sebesar 70 ppm, pada NOx sebesar 19,5 ppm dan pada gas NO sebesar 20,2 ppm. Pada suhu 400 oC
0 50 100 150 200 250 A1 A2 A3 A4 A5 K o ns ent ra s i CO NOx NO suhu
13
terjadi penurunan gas CO sebesar 70 ppm, gas NOx sebesar 22,4 ppm dan NO turun sebesar 23,4. Sedangkan pada suhu 500 oC terjadi penurunan CO sebesar 100 ppm, NOx sebesar 25,2 ppm dan NO sebesar 26,1. Dengan demikian pemakaian arang aktif dengan aktivasi suhu 500 oC dapat menyebakan penurunan yang sangat besar atau daya penyerapan pada suhu 500 oC adalah lebih besar dibandingkan suhu 350 oC dan 400 oC.
Perlakuan Gas yang diukur CO (%) NO (%) NOx (%) Arang Aktif 9,5 11,45 11,05 A1- 350 oC 33,3 25,69 25,65 A2- 400 oC 33,3 29,77 29,47 A3- 500 oC 47,6 33,58 33,15
Tabel 2 Persentase Daya Serap Karbon Aktif dengan Variasi Suhu Terhadap Gas CO, NOx dan NO
Gambar 10. Grafik Persentase Daya Serap Karbon Aktif Terhadap Gas CO, NOdan NOx
Persentase adsorpsi gas CO, NO dan NOx dalam variasi suhu karbon aktif dapat dihitung dengan rumus :
% Adsorpsi =
x
100 %
Pada tabel dan grafik diatas terlihat terjadi penurunan ketika arang aktif ampas tebu dilakukan perlakuan dengan mengaktivasi pada suhu 350, 400 dan 500 oC. Dimana persentase penurunan yang paling tinggi terjadi pada karbon aktif yang diaktivasi pada suhu 500 oC. Hal ini menandakan bahwa semakin besar suhu uang diaktivasi maka semakin besar tingkat penyerapannya. KESIMPULAN
Kesimpulan
Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan terhadap kendaraan bermotor roda empat, dapat disimpulkan bahwa kendaraan roda empat merupakan salah satu penyumbang emisi gas buang dengan konsentrasi yang tinggi dan karbon aktif dari ampas tebu yang telah diaktivasi memiliki potensi untuk menyerap emisi gas yang dihasilkan oleh kendaraan roda empat yaitu CO, NO dan NOx. Karbon aktif dari ampas tebu yang memiliki 0 10 20 30 40 50 Arang Aktif A1 A2 A3 CO NO NOx
14
tingkat adsorpsi yang tinggi yatiu karbon aktif yang diaktivasi pada suhu 500 oC dengan penyerapan gas CO sebesar 47,7%, NOx sebesar 33,15% dan NO sebesar 33,58%. DAFTAR PUSTAKA 1. Anonim, 2012, Pencemaran Udara, www.artikelbagus.com/2012/01/pe ncemaran-udara.html, diakses 12 Januari 2014 (Online).
2. Azhary S. H., Permana I., Wibisino G. W., 2012, Pembuatan Karbon Aktif dari Cangkang Biji
Ketapang, 8 (10), Diakses 12 Februari 2014.
3. Bapedalda Kota Makassar, 2006,
Neraca Kualitas Lingkungan Daerah Kota Makassar Tahun 2005, Buku II Rangkuman Deskriptif, Pemerintah Daerah Kota Makassar.
4. Bapedalda Kota Makassar, 2008,
Laporan Hasil Pemantauan Kualitas Udara Kota Makassar, Tanggal 18– 23 Agustus 2008, Pemerintah Daerah Kota Makassar.
5. Basri, S., 2010, Pencemaran Udara dalam Antisipasi Teknis
Pengelolaan Sumberdaya
Lingkungan: Smartek, (online), 8, (2), (http://jurnal.untad.ac. Id/jurnal/index.php/SMARTEK/art icle/download/ 446/383, diakses 11 November 2013).
6. Basuki, K. T., 2007, Penurunan Konsentrasi CO dan NO2 pada Emisi Gas Buang menggunakan Arang Tempurung Kelapa yang Disisipi TiO2: Sekolah Tinggi
Teknologi Nuklir: Batan (Online), 1, (2) (http://jurnal.sttn-
batan.ac.id/wp-content/uploads/2008/ 12/1-KrisTri%20Basuki55-66.pdf, diakses 3 Desember 2013).
7. Basuki, K. T., Setiawan, B., dan Nurimaniwathy, 2008, Penurunan Konsentrasi CO dan NO2 pada Emisi Gas Buang menggunakan Arang Tempurung Kelapa yang Disisipi TiO2, (Online), 4, (1) (Http://www.digilib. Batan.go.id., diakses 3 Desember 2013).
8. BPS, Produksi Perkebunan Besar menurut Jenis Tanaman, Indonesia , 1995-2009, Badan Pusat Statistik Republik Indonesia, (Online),
15 (http://www.bps.go.id/tab_sub/vie w.php?tabel=1&daftar=1&id_suby ek=54¬ab=, diakses 313 Januari 2014). 9. Cheremisinoft. 1998. Carbon Adsorption Hand Book. Ann Arboor. Science : NewJersey. 10.Darmawan S. 2006. Pembuatan
Minyak Kemiri dan Pemurniannya dengan Arang Aktif dan Bentonit.
Jurnal PenelitianHasil Hutan
24:413-423.
11.Danarto Y.C., Samun T., 2008, Pengaruh Aktivasi Karbon dari Sekam Padi pada Proses Adsorpsi Logam Cr(VI), Jurnal Teknik Kimia ,(Online), 7, (1) (http://eprints.uns.ac.id/690/1/Peng aruh_Aktivasi_Karbon_dari_Seka m_Padi_pada_Proses__Adsorpsi_ Logam_Cr(VI).pdf, diakses 22 Februari 2014).
12.Freedonia., World Activated
Carbon [Online].
http://www.marketresearch.com /product/display.asp?produktid=27 17 702 (Akses Januari 2014). 13.Irawan RM. B., 2006, Pengaruh
Catalytic Converter Kuningan Terhadap Keluaran Emisi Gas Carbon Monoksida dan Hidro
Carbon Motor Bensin: Traksi, (online), 4(1)
(http://jurnal.unimus.ac.id/index.ph p/jtm/article/view/610/ 662, diakses 12 Januari 2014).
14.Irawan RM. B., 2012, Rancang Bangun Catalytic Converter
Material Substrat Tembaga Berlapis Mangan untuk Mereduksi Emisi Gas Karbon Monoksida:
LPPM UNIMUS, (online), 6, (1) (http://jurnal. Unimus. Ac.id/index.php/jtm/
article/view/804/857, diakses 12 Januari 2014).
15.Kusuma W.G., 2003, Alat Penurun Emisi Gas Buang pada Motor, Mobil, Motor Tempel dan Mesin Kendaraan Tak Bergerak , Jurnal Teknologi, diakses 24 Agustus 2014.
16.Lidya, 2012, Skripsi : Pembuatan Karbon Aktif dari Ampas Tebu dengan Aktivasi Kimia Menggunakan KOH dan ZnCl2., Depok : Universitas Indonesia. 17.Manik, 2007, Pengelolaan
Lingkungan Hidup, Edisi Revisi, Penerbit Djambatan.
18.Mangindaan, EE., M., 2013, Buku
16
Kementerian Perhubungan tahun 2012: Direktorat Jenderal Perhubungan Darat, (online), (http://www.dephub.go.id/files/me dia/statistik/bit2012.pdf, diakses 12 Desember 2013).
19.Manocha., S.M., 2003. Porous Carbons. Sadhana 28 : 335-348. 20.Program Studi Teknik Lingkungan,
2009, Pengantar Pencemaran Udara: Rekayasa Lingkungan
(Online),
(http://kuliah.ftsl.itb.ac.id/wp-content/ uploads/2010/03/7-pengantar-pencemaran –udara.pdf, diakses 3 Desember 2013).
21.Portable Emission Measurement
(PEM) 9004, 2008, Operating Instructions for PEM-9004
Portable Emissins Analyzer: Teledyne Analytical Instruments,
(online) (http://www.teledyne-ai.com, diakses 3 Desember 2013). 22.Pujiyanto, Pembuatan Karbon Aktif Super dari Batu Bara dan Tempurung Kelapa, Tesis, Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik Universitas Indonesia, 2010.
23.Pujiarti, R.2007 Mutu Arang Aktif dari Limbah Kayu Mahoni (Swietenia macrophylla King) sebagai Bahan Penjernih Air.
http://www.google.com. Jakarta. 24.Purwanto. 2005, Permodelan
Rekayasa Proses dan Lingkungan, Badan Penerbit Universitas Diponegoro Semarang. 25.Schlesinger, William.
1990.Biogeochemistry An
Analysis Of Global Change, Duke University, Durham, North
Carolina. Academic Press.
26. Soetomo, H. A., 2012, Pembuatan Karbon Aktif dari Limbah Kulit Singkong dengan Menggunakan Furnance, Laporan Tugas Akhir, Universitas Diponegoro, Semarang.
27.Sudibandriyo M., dan Lidya, 2011, Karakteristik Luas Permukaan Karbon Aktif dari Ampas Tebu,
Jurnal Teknik Kimia Indonesia
(Online), 3, (10)
(http://jtki.aptekindo.org/index.php /jtki/article/view/105/pdf_1., diakses 3 Januari 2014).
28.Sugiarti, 2009, Gas Pencemar Udara dan Pengaruhnya Bagi
17
Kesehatan Manusia: Chemical
(Online), 10, (1),
(http://ojs.unm.ac.id/index.php/che mica /article/download/399/pdf, diakses 3 Desember 2013).
29.Susilawaty A., Ane L.R., 2009, Analisis Udara Ambient Kota Makassar, Jurnal Kesehatan
(Online), 2, (4), (http://www.uin-
alauddin.ac.id/download-9.%20A.%20Susilawaty.pdf, diakses 11 Januari 2014).
30.Tugaswati T, 2007, Emisi Gas Buang Kendaraan Bermotor Dan Dampaknya Terhadap Kesehatan,
Jurnal Kesehatan (Online), 6, (1) (www.kpbb.org/makalah_ind/Emis i_ Kesehatan.pdf, diakses 19 Juni 2014).
31.Warneck.P. 1988. Chemistry of the natural 17uchner17re. Academic Prees, London.
