4 BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Cangkang Kelapa Sawit
Tanaman kelapa sawit termasuk ke dalam tanaman monokotil. Menurut (Wahyuni,2007). Secara taksonomi kelapa sawit dapat diklasifikasikan sebagai berikut :
Divisi : Spermatophyta Subdivisi : Angiospermae
Klas : Monocotyledonae
Ordo : Palmales
Famili : Palmae
Sub Famili : Cocoideae
Genus : Elaeis
Spesies : 1. Elaeis guineensis Jacq
2. Elaeis oleifera Cortes atau Elaeis melanococca
Kelapa sawit merupakan salah satu komoditas andalan Indonesia yang perkembangannya sangat pesat. Dalam industri pengolahan minyak sawit atau Crude Palm Oil (CPO) akan diperoleh limbah industri. Limbah ini digolongkan menjadi limbah padat, cair, dan gas. Salah satu jenis limbah padatnya yaitu cangkang kelapa sawit. Cangkang kelapa sawit merupakan salah satu limbah yang jumlahnya mencapai 60% dari produksi minyak inti.
Limbah cangkang kelapa sawit berwarna hitam keabuan, bentuk tidak beraturan, dan memiliki kekerasan cukup tinggi dapat dimanfaatkan sebagai karbon aktif. (Purwanto, D. 2011).
Cangkang kelapa sawitini termasuk dalam golongan kayu keras, dan secara kimia memiliki komposisi kimia yang hampir mirip dengan kayu. Cangkang kelapa sawit ini tersusun dari lignin, cellulose,dan hemicellulose dengan komposisi yang berbeda-beda. Kandungan lignin pada cangkang sawit
5
sebesar 29,4%, selulosa sebesar 26.6% dan hemiselulosa sebesar 27,7%bahan organik yang mengandung lignin, hemiselulosa, dan selulosa dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan karbon aktif karena sangat efektif mengadsorpsi limbah cair dan lain-lain. Selain itu lignin dan selulosa sebagian besar tersusun dari unsur karbon yang pada umumnya dapat dijadikan karbon. Cangkang sawit termasuk bahan berlignoselulosa berkadar karbon tinggi dan memiliki massa jenis lebih daripada kayu sebesar 1,4 g/ml.
Dimana semakin besar massa jenis bahan baku, daya serap arang aktif yang dihasilkan akan semakin besar sehingga baik untuk dijadikan karbon aktif (D, Purwanto. 2011). Adapun kandunganyang terdapat dalam cangkang kelapa sawit dapat dilihat pada tabel 2.1
Tabel 2.1 Kandungan Cangkang Kelapa Sawit
No. Jenis Kandungan Besar
1. Kelembapan Inheren < 20 %1
2. Kandungan abu < 5 %1
3. Ukuran 4 - 20 mm2
4. Impuritis < 2%2
5. Selulosa 26,6 %3
6. Hemiselulosa 27,7 %3
7. Lignin 29,4 %3
8 Komponen Ekstraktif 4,2 %3
9. Air 8%3
Sumber : Anonym 1995 2.2 Karbon Aktif
Karbon aktif adalah suatu bahan yang berupa karbon amorf yang mempunyai luas permukaan yang sangat besar, yaitu 300 m2 /gsampai 3500 m2 /gdan sebagian besar kandungannya terdiri dari unsur karbon. Karbon ini terdiri dari pelat-pelat datar yang atom karbonnya terikat secara kovalen dalam suatu kisi heksagonal yang mirip dengan grafit. Pela–pelat ini terkumpul satu sama lain
6
membentuk kristal dengan susunan tidak beraturan dan jarak antar pelatnya acak.Karbon aktif merupakan salah satu adsorben yang paling sering digunakan pada proses adsorpsi. Hal ini disebabkan karena karbon aktif mempunyai daya adsorpsi dan luas permukaan yang lebih baik dibandingkan adsorben lainnya. Luas permukaan yang besar ini disebabkan karena mempunyai struktur pori-pori. Pori-pori inilah yang menyebabkan karbon aktif mempunyai kemampuan untuk menyerap (Sembiring, 2003).
Pembuatan karbon aktif dilakukan dengan proses dehidrasi, karbonisasidan dilanjutkan dengan proses aktivasi kimia, material karbon yang biasanya barasal daritumbuh-tumbuhan. Proses karbonisasi dilakukan dengan pembakaran darimaterial yang mengandung karbon dan dilakukan tanpa adanya kontak langsungdengan udara. Karena hal tersebut maka karbon aktif banyak digunakan oleh kalangan industri dan hampir 60% produksi karbon aktif di dunia dimanfaatkan oleh industri gula, pembersihan minyak dan lemak, industri kimia dan farmasi. (Marsh,2006).
Karbon aktif mempunyai mikropori yang sangat banyak setelah dilakukan aktivasi kimia, hal ini terjadi karena activator telah mengikat senyawa- senyawa tar sisa karbonisasi keluar dari mikropori arang, sehingga permukaannya semakin porous.
Berdasarkan ukuran pori-porinya karbon aktif dikelompokkan menjadi dua jenis yaitu:
a. Mikropori, dengan ukuran pori-pori 10-1000 Angstrom.
b. Makropori, dengan ukuran pori-pori lebih besar dari 1000 Angstrom.
(Manocha, S. M. 2003)
Dua jenis perbedaan yang dipertimbangkan dalam pembuatan dan penggunaan karbon aktif :
a. Fase liquid, karbon-karbon aktif umumnya ringan dan halus berbentuk seperti serbuk.
7
b. Fase atau penyerap uap karbon-karbon aktifnya keras, berbentuk butiran atau pil (Supriyanto, J. 2006).
Menurut (Tryana dan Sarma, 2003), berdasarkan penggunaannya karbon aktif terbagi menjadi dua tipe yaitu karbon aktif sebagai pemucat dan karbon aktif sebagai penyerap uap.Karbon aktif sebagai pemucat dan sebagai penyerap uap. Karbon aktif sebagai pemucat, biasanya berbentuk powder yang sangat halus dengan diameter pori mencapai 1000AO yang digunakan dalam fase cair, berfungsi untuk memindahkan zat-zat penganggu yang menyebabkan warna dan bau yang tidak diharapakan, membebaskan pelarut dari zat-zat pengganggu dan kegunaan lain yaitu pada industri kimia. Karbon aktif ini diperoleh dari serbuk-serbuk gergaji, ampas pembuatan kertas atau dari bahan baku yang mempunyai densitas kecil dan mempunyai struktur yang lemah.
Karbon aktif sebagai penyerap uap, biasanya berbentuk granular atau pellet yang sangat keras dengan diameter pori berkisar antara 10-200AO, tipe pori lebih halus, digunakan dalam fase gas, berfungsi untuk memperoleh kembali pelarut, katalis, pemisahan dan pemurnian gas. Karbon aktif ini diperoleh dari tempurung kelapa, cangkang kelapa sawit, batu bata atau bahan baku yang mempunyai struktur yang keras. Berdasarkan bahan baku yang digunakan dalam pembuatan karbon aktif untuk masing-masing tipe, pernyataan sebelumnya bukan suatu keharusan karena ada karbon aktif sebagai pemucat yang diperoleh dari bahan baku yang mempunyai densitas besar, seperti tempurung kelapa. Demikian juga dengan karbon aktif yang digunakan sebagai penyerap uap dapat diperoleh dari bahan yang mempunyai densitas kecil seperti serbuk gergaji.
Luas permukaan karbon aktif berhubungan dengan struktur pori internal yang menyebabkan karbon aktif mempunyai sifat sebagai adsorben. Karbon aktif dapat mengadsorpsi gas dan senyawa-senyawa kimia tertentu atau sifat adsorpsinya selektif, tergantung pada besar atau volume pori-pori dan luas permukaan (Tryana dan Sarma, 2003).
8
Dengan semakin luasnya permukaankarbon aktif maka daya adsorpsinya juga semakin meningkat, kualitas karbon aktif dapat dilihat pada Tabel 2.2.
Tabel 2.2 Standar Karbon Aktif (SNI) 06– 3730-1995
Jenis Persyaratan Parameter
Kadar Air Mak. 15%
Kadar Abu Mak. 10%
Kadar Zat Menguap Mak. 25%
Kadar Karbon Terikat Min. 65%
Daya Serap Terhadap Yodium Min. 750 mg/g Sumber : Anonym 1995
Penggunaan karbon aktif sebagian besar dimanfaatkan sebagai bahan penyerap (adsorben) dalam berbagai aplikasi seperti digunakan pada pembersihan minyak, penyaring air minum, penyaring udara, selain itu karbon aktif juga telah digunakan sebagai penyaring kotoran organik, dalam industri minuman keras, dan sebagai penyerap racun di dalam tubuh manusia (Meilita dan Tuti, 2003).
2.3 Karbonisasi
Karbonisasi (pengarangan) adalah suatu proses pirolisis (pembakaran) taksempurna dengan udara terbatas dari bahan yang mengandung karbon.
Padaproses ini pembentukan struktur pori dimulai. Tujuan utama dalam proses iniadalah untuk menghasilkan butiran yang mempunyai daya serap dan struktur yangrapi.Sifat-sifat dari hasil karbonisasi ini ditentukan oleh kondisi dari bahandasarnya. Beberapa parameter yang biasa digunakan untuk menentukan kondisikarbonisasi yang sesuai yaitu temperatur akhir yang dicapai, waktu karbonisasi,laju peningkatan temperatur, medium dari proses karbonisasi (Tutik M dan Faizah H, 2001).
9
Proses karbonisasi juga dikenal dengan pirolisisyang didefinisikan sebagai suatu tahapan dimana material organik awalditransformasikan menjadi sebuah material yang semuanya berbentuk karbon,pirolisis adalah penguraian bahan-bahan organik pada temperatur tinggi dibawah kondisi non oksidatif.
Pendekatan utama dari pirolisis adalahpendaurulangan bahan-bahan yang dapat diuraikan secara termal untukmenghasilkan produk-produk yang bernilai.Pada prosesnya tidak memungkinkanmemperoleh oksigen yang benar-benarbebas dari campuran udara lain, karenasejumlah oksigen terdapat dalam beberapa sistem pirolisis, menyebabkanterjadinya peristiwa oksidasi, secara umum produk pirolisis adalah gas H2, CO, CO2, H2O, CH4, tar dan arang (Prihatini, A. M, 2005).
Temperatur akhir proses mempunyai pengaruh yang lebih besar terhadapstruktur dari butiran. Pada temperatur tinggi akan terjadi berbagai macam reaksidari bahan mentah, sesuai dengan sifat dari struktur kimianya.
Reaktivitas darihasil karbonisasi yang didapatkan setelah pirolisis pada temperatur 300ºC lebihrendah dari temperatur 600ºC dikarenakan penurunan jumlahkarbonnya(Rananda, V, 2007).
Proses karbonisasi terjadi melalui tahap pemutusan ikatan antara karbon dengan senyawa lain (Hidrogen), dimana karbon tersebut tidak mengalami proses oksidasi, proses pemecahan selulosa menjadi karbon pada suhu berkisar 275oC. (Tutik M dan Faizah H, 2001).
Proses karbonisasiada 4 tahap (Sembiring, 2003), yaitu:
a. Pada suhu 100 – 120°C terjadi penguapan air dan sampai suhu 270°C mulai terjadi penguapan selulosa. Destilat yang dihasilkan mengandung asam organik dan sedikit metanol.
b. Pada suhu 270 - 310°C reaksi eksotermik berlangsung, terjadi penguraian selulosa secara intensif menjadi larutan pirolignat, gas, kayu, dan sedikit tar. Asam pirolignat merupakan asam organik dengan titik didih rendah seperti asam cuka dan metanol.
10
c. Pada suhu 310 – 510°C terjadi penguraian lignin, dihasilkan lebih banyak tar, sedangkan larutan pirolignat menurun, dan produksi gas CO2 menurun, sedangkan gas CO, CH4, dan H2 meningkat.
d. Pada suhu 500 – 1000°C merupakan tahap pemurnian arang atau peningkatan kadar karbon.
Proses pirolisis berlangsung dalam dua tahapan yaitu pirolisis primer dan pirolisis sekunder. Pirolisis primer terdiri dari proses cepat yang terjadi pada suhu 50 – 300°Cmenghasilkan karbon, berbagai gas, dan H2O.Sedangkan proses lambat pada suhu 300 – 400°C menghasilkan karbon, H2O, CO, dan CO2. Pirolisis sekunder merupakan proses pirolisis yang berlangsung pada suhu lebih dari 600°C dan terjadi pada gas – gas hasil, serta menghasilkan CO, H2, dan hidrokarbon (Pari, 2004).
Faktor-faktor yang mempengaruhi proses karbonasi(Sembiring, 2003):
a. Waktu karbonisasi, bila waktu karbonisasi diperpanjang maka reaksi pirolisis semakin sempurna sehingga hasil karbon semakin turun tetapi cairan dan gas makin meningkat.Waktu karbonisasi berbeda-beda tergantung pada jenis-jenis dan jumlah bahan yang diolah. Misalnya : tempurung kelapa memerlukan waktu 3 jam (BPPI Bogor, 1980), sekam padi kira-kira 2 jam (Joni TL dkk,1995) dan tempurung kemiri 1 jam (Bardi M dan A Mun’im,1999).
b. Suhu karbonisasi, suhu karbonisasi yang berpengaruh terhadap hasil karbon karena semakin tinggi suhu, karbon yang diperoleh makin berkurang tapi hasil cairan dan gas semakin meningkat. Hal ini disebabkan oleh makin banyaknya zat-zat terurai dan yang teruapkan.
Untuk tempurung kemiri suhu karbonisasi 400oC (Bardi M dan A Mun’im, 1999), dan tempurung kelapa suhu karbonisasi 600oC (BPPI Bogor, 1980).
11 2.4 Aktivasi
Aktivasi adalah suatu perlakuan terhadap karbon yang bertujuan untuk memperbesar pori yaitu dengan cara memecahkan ikatan hidrokarbon atau mengoksidasi molekul-molekul permukaan sehingga karbon mengalami perubahan sifat, baik fisika maupun kimia, yaitu luas permukaannya bertambah besar dan berpengaruh terhadap daya adsorpsi (Sembiring, 2003).Aktivasi adalah perubahan secara fisik dimana luas permukaan dari karbon meningkat dengan tajam dikarenakan terjadinya penghilangan senyawa tar dan senyawa sisa-sisa pengarangan (Siti Mu’jizah, 2010)
Daya serap karbon aktif semakin kuat bersamaan dengan meningkatnya konsentrasi dari aktivator yang ditambahkan. Hal ini memberikan pengaruh yang kuat untuk mengikat senyawa-senyawa tar keluar melewati mikro pori- pori dari karbon aktif sehingga permukaan dari karbon aktif tersebut semakin lebar atau luas yang mengakibatkan semakin besar pula daya serap karbon aktif tersebut (Tutik M dan Faizah H, 2001)
Pada proses aktivasi yang mempergunakan garam mineral, asam dan basa sebagai activator, dimana activator ini ditambahkan pada bahan dasar sebelum dilakukan proses pembakaran atau karbonisasi. Maka pada saat proses karbonisasi dilakukan activator tersebut akan mengikat karbon yang baru berbentuk dengan gaya adhesi sehingga bila activator tersebut dicuci dengan air maka akan diperoleh karbon yang mempunyai permukaan lebih terbuka sehingga mempunyai gaya adhesi yang lebih besar. (Siti Jamilatun, 2014).
Aktivasi karbon aktif dapat dilakukan melalui 2 cara, yakni aktivasi secara kimia dan aktivasi secara fisika (Yessy meisrilestari, 2013).
12 2.4.1 Aktivasi Secara Kimia
Aktivasi kimia merupakan proses pemutusan rantai karbon dari senyawaorganik dengan pemakaian bahan-bahan kimia (Sembiring, 2003).
Aktivasi secarakimia biasanya menggunakan bahan-bahan pengaktif seperti garam kalsiumklorida (CaCl2), magnesium klorida (MgCl2), seng klorida (ZnCl2), natriumhidroksida (NaOH), natrium karbonat (Na2CO3) dan natrium klorida (NaCl).
Kerugian penggunaan bahan-bahan mineral sebagai pengaktif terletakpada proses pencucian bahan-bahan mineral tersebut kadang-kadang sulitdihilangkan lagi dengan pencucian.
Sedangkankeuntungan penggunaan bahan-bahan mineral sebagai pengaktif adalah waktuaktivasi yang relatif pendek, karbon aktif yang dihasilkan lebih banyak dan dayaadsorbsi terhadap suatu adsorbat akan lebih baik (M.
Tawalbeh, 2005).
Bahan-bahan pengaktif tersebut berfungsi untuk mendegradasi ataupenghidrasi molekul organik selama proses karbonisasi, membatasi pembentukantar, membantu dekomposisi senyawa organik pada aktivasi berikutnya, dehidrasiair yang terjebak dalam rongga-rongga karbon, membantu menghilangkanendapan hidrokarbon yang dihasilkan saat proses karbonisasi dan melindungipermukaan karbon sehingga kemungkinan terjadinya oksidasi dapat dikurangi(Manocha, 2003).
Butiran karbon dari tempurungkelapa jika direndam dalam larutan NaCl akan mengadsorbsi garam tersebut. Semakintinggi konsentrasi larutan NaCl maka semakin bertambah banyak mineral yangteradsorpsi sehingga menyebabkan volume pori karbon cenderung bertambahbesar karena garam ini dapat berfungsi sebagai dehydrating agent dan membantumenghilangkan endapan hidrokarbon yang dihasilkan pada proses karbonisasi (Gimba, Casmir E., dkk, 2009).
13 2.4.2 Aktivasi Secara Fisika
Aktivasi fisika merupakan proses pemutusan rantai karbon dari senyawaorganik dengan bantuan panas, uap dan CO2,metode aktivasisecara fisika antara lain dengan menggunakan uap air, gas karbon dioksida,oksigen, dan nitrogen. Gas-gas tersebut berfungsi untuk mengembangkan strukturrongga yang ada pada arang sehingga memperluas permukaannya, menghilangkankonstituen yang mudah menguap dan membuang produksi tar atau hidrokarbon-hidrokarbonpengotor pada arang(Sembiring, 2003).Aktivasi fisika dapat mengubah material yang telah dikarbonisasi memiliki luas permukaan yang luar biasa dan struktur pori.Tujuan dari proses ini adalah mempertinggi volume, memperluas diameter poriyang terbentuk selama karbonisasi dan dapat menimbulkan beberapa pori yangbaru. Fluidized bed reactor dapat digunakan untuk proses aktivasi fisika. Jenisreaktor ini telah digunakan untuk pembuatan karbon aktif dari batu (Harahap, H, 2014).
Faktor-faktor yang mempengaruhi proses aktivasi (Prihatini, A. M, 2005):
a. Waktu perendaman, perendaman dengan bahan aktivasi ini dimaksudkan untuk menghilangkan atau membatasi pembentukan lignin, karena adanya lignin dapat membentuk senyawa tar. Waktu perendaman untuk bermacam-macam zat tidak sama. Misalnya sekam padi dengan activator NaCl direndam selama 24 jam (Majalah kulit, karet dan plastik, 2003).
b. Konsentrasi aktivator, semakin tinggi konsentrasi larutan kimia aktifasi maka semakin kuat pengaruh larutan tersebut mengikat senyawa- senyawa tar sisa karbonisasi untuk keluar melewati mikro pori-pori dari karbon sehingga permukaan karbon semakin porous yang mengakibatkan semakin besar daya adsorpsi karbon aktif tersebut.
c. Ukuran bahan, Semakin kecil ukuran bahan semakin cepat perataan keseluruhan umpan sehingga pirolisis berjalan sempurna. Menurut (Tutik M. dan Aizah H, 2001). Pada pirolisis tempurung kelapa dilakukan pada ukuran 2-3 mm. Menurut A. Fuadi dkk.,(2008) yang melakukan
14
penelitian pembuatan karbon aktif dari pelepah kelapa diperoleh karbon aktif terbaik pada ukuran karbon -60 +115 mesh.
2.5 AktivatorNatrium Klorida (NaCl)
Aktivator adalah zat atau senyawa kimia yang berfungsi sebagai reagen pengaktif dan zat ini akan mengaktifkan atom-atom karbon sehingga daya serapnya menjadi lebih baik. Zat aktivator bersifat mengikat air yang menyebabkan air yang terikat kuat pada pori-pori karbon yang tidak hilang pada saat karbonisasi dan menjadi lepas dari permukaan karbon.
Zat aktivator tersebutakan memasuki pori dan membuka permukaan karbon yang tertutup, dengan demikian pada saat dilakukan proses perendaman senyawa pengotor yang berada dalam pori menjadi lebih mudah terserap sehingga luas permukaan karbon aktif semakin besar dan meningkatkan daya serapnya.Menurut (Tutik M dan Faizah H, 2001) bahan kimia yang dapat digunakan sebagai pengaktif di antaranya CaCl2, Ca(OH)2, NaCl, MgCl2, HNO3, HCl, Ca3(PO4)2, H3PO4, ZnCl2, NaOH, dan sebagainya. Semua bahan aktif ini umumnya bersifat sebagai pengikat air.Penelitian ini menggunakan aktivator asam, basa dan garam yaitu asam klorida (HCl), natrium hidroksida (NaOH) dan natrium klorida (NaCl).
Natrium Klorida (NaCl)Sodium chlorida atau natrium chlorida yang dikenal sebagai garam adalah zat yang memiliki tingkat osmotik yang tinggi.Natrium klorida, juga dikenal dengan garam dapur, atau halit, adalah senyawa kimia dengan rumusmolekul NaCl. Senyawa ini adalah garam yang palingmemengaruhi salinitas laut dan cairan ekstraselular pada banyak organisme multiselular (wikipedia). Natrium klorida ini mengandung natrium dan klorida yang terdiri atas 40% natrium berat.
Natrium klorida ini digunakan sebagai komponen utama pada garam dapur, natrium klorida sering digunakan sebagai bumbu dan pengawet makanan.
Natrium klorida adalah garam yang berbentuk kristal atau bubuk berwarna putih. NaCl dapat larut dalam air tetapi tidak larut dalam alkohol. Natrium
15
klorida senyawa yang mengandung sodium atau khlor. Sifat fisik NaCl terdapat pada tabel 2.5.1 dibawah ini.
Tabel 2.5.1 Sifat Fisik NaCl Sifat Fisik
Rumus molekul NaCl
Massa molar 58.44 g/mol
Penampilan Tidak berwarna
Densitas 2.16 g/cm3
Titik Didih 25oC
Bentuk Padatan kristal putih
Sumber :http://id.wikipedia.org/wiki/Natrium_klorida, 2014 Adapun sifat-sifat kimia NaCl sebagai berikut :
a. Mudah larut dalam air dingin, air panas. Larut didalam gliserol, dan amonia. Sangat sedikit larut dalam alkohol dan tidak larut dalam asam klorida.
b. Larutannya merupakan elektrolit kuat karena terionisasi sempurna pada air c. Biasanya bersifat higroskopis yang artinya zat yang dapat menyerap air.
d. Apabila bereaksi pada persamaan reaksi nitrat akan membentuk endapan persamaan reaksi klorida dan apabila bereaksi dengan timbal asetat akan membentuk endapan putih timbal klorida.
Penggunaan larutan Natrium Klorida sebagai zat aktivator kimia karena zat aktivator NaCl mampu berfungsi sebagai zat dehidrat pada karbon aktif yang dihasilkan. Selain itu, NaCl tidak beracun, harganya sangat terjangkau dibandingkan dengan jenis aktivator yang lain dan aman terhadap lingkungan sehingga limbah yang dihasilkan tidak menyebabkan pencemaran lingkungan menjadi alasan terpenting dalam penggunaannya sebagai aktivator (Yessy meisrilestari, 2013).
16 2.6 Karakterisasi Karbon Aktif
Penentuan sifat-sifat karbon aktif yang diperoleh melalui karbonisasi danaktivasi kimia, maka perlu dilakukan karakterisasi. Karakterisasi dalam penelitian inimeliputi penentuan kadar air,kadar zat menguap, kadar abu, kadar karbon terikatdan kadar daya serap yodium.
2.6.1 Kadar Air
Kadar air merupakan kandungan air dalam karbon aktif dengan kondisi kering udara. Pada saat karbon aktif keluar dari oven, kadar air yang terkandung sangat kecil, biasanya kurang dari 1%. Proses penyerapan air dari udara sangat cepat, sehingga dalam waktu singkat kadar air mencapai kadar air keseimbangan dengan udara sekitarnya. Karbon aktif yang berkualitas baik yang dipasarkan adalah arang yang mempunyai kadar air 5-10%
(Pranata, J, 2013).
Kadar air diasumsikan bahwa hanya air yang merupakan senyawa volatil,karena dimungkinkan masih adanya air yang terjebak dalam rongga dan menutupipori karbon aktif. Semakin rendah kadar air menunjukkan sedikitnya air yangtertinggal dan menutupi pori karbon aktif. Jika kadar air rendah maka banyaktempat di dalam pori yang dapat ditempati oleh molekul iodium (Sudrajat dan Winarni, 2002).Penentuan kadar air adalah air akan menguap pada suhu di atas100ºC sehingga tercapai berat konstan selama ±3 jam. Berdasarkan SNI 06-3730-1995 karbon aktif yang baik mempunyai kadar air maksimal 15%untuk serbuk karbon aktif.
2.6.2 Kadar Zat Menguap
Kadar zat menguap atau bagian yang hilang pada pemanasan 950oC. Zat mudah menguap adalah zat selain air, yaitu karbon terikat dan abu yang terdapat di dalam karbon aktif, yang terdiri atas cairan dan sisa ter yang tidak habis dalam proses karbonisasi. Kadar zat mudah menguap ini tergantung pada proses karbonisasi dan temperatur yang diberikan. Apabila proses
17
karbonisasi lama dan temperatur karbonisasi ditingkatkan akan semakin menurunkan persentase kadar zat menguapnya (Pranata, J, 2013).
Berdasarkan SNI 06-3730-1995, karbon aktif yang baik mempunyai kadar zat menguap maksimal 25%. Kadar zat menguap merupakan nilai yang menunjukkan persentase jumlah zat-zat terbang yang terkandung didalam karbon aktif seperti H2, CO, CH4, dan uap-uap yang mengembun seperti gas CO2 dan H2O.
2.6.3 Kadar Abu
Kadar abu karbon aktif yang dibuat dari bahan alam tidak hanya mengandungsenyawa karbon saja, tetapi juga mengandung beberapa mineral.
Sebagian mineralini hilang selama proses karbonisasi dan aktivasi, sebagian lagi tertinggal dalamkarbon aktif. Kadar abu merupakan jumlah sisa dari akhir proses zat menguap. Residu tersebut berupa zat-zat mineral yang tidak hilang selama proses penguapan (Pranata, J, 2013).Penentuan kadar abu pada karbon aktifpada temperatur 600ºC - 900ºC selama 3-16 jam.Berdasarkan SNI 06-3730-1995, kadar abu karbon aktif yang baik maksimal 10%.
2.6.4 Kadar Karbon Terikat
Kadar karbon terikat adalah fraksi C dalam arang. Kadar karbon terikat dipengaruhi oleh kadar zat mudah menguap dan kadar abu. Karbon dalam arang adalah zat yang terdapat pada fraksi padat hasil pirolisis selain abu (zat anorganik) dan zat-zat yang masih terdapat pada pori-pori arang. Semakin besar kadar zat mudah menguap dan kadar abu maka akan menurunkan kadar karbon terikat (Pranata, J, 2013). Berdasarkan SNI 06-3730-1995, karbon aktif yang baik mempunyai kadar karbon aktif murni minimal 65%.
18
2.6.5 Kadar Daya SerapTerhadapYodium
Adsorbsi iodin telah banyak dilakukan untuk menentukan kapasitasadsorbsi karbon aktif. Penetapan ini bertujuan untuk mengetahui kemampuankarbon aktif untuk menyerap larutan berwarna. Angka iodin didefinisikan sebagaijumlah miligram iodin yang diadsorpsi oleh satu gram karbon aktif.
Dimanakonsentrasi filtrat adalah 0,1 N, pada metode ini diasumsikan bahwa iodin beradadalam kesetimbangan pada konsentrasi 0,1N yaitu dengan terbentuknya lapisantunggal (monolayer) pada permukaan karbon aktif dan inilah yang menjadi alasanmengapa terdapat hubungan antara bilangan yodium dengan luas permukaanspesifik karbon aktif (Pranata, J, 2013).
Berdasarkan Berdasarkan SNI 06-3730-1995Skarbon aktif yang baik mampu menyerap iodin minimal 750mg/g.
2.7 RAL (Rancangan Acak Lengkap)
Rancangan acak lengkap didefenisiskan sebagi suatu eksperimen di mana kitahanya mempunyai sebuah faktor yang nilainya berubah-ubah. Faktoryang diperhatikan dapat memiliki sejumlah taraf dengan nilai yang bisa kuantitatif,kualitatif, bersifat tetap ataupun acak. Pengacakan mengenai eksperimen tidak adapembatasan, dan dalam hal demikian kita peroleh desain yang diacak secara lengkapatau sempurna yang biasa kita sebut dengan desain rancangan acak lengkap (RAL).Jadi rancangan acak lengkap adalah desain dimana perlakuan diolah sepenuhnya secara acak kepada unit-unit eksperimen dengan perlakuan uji hipotesis (Irianto, Agus. 2004).
