LIPI
Volume 15, Nomor 3, Desember 2012
Pemodelan Tumpahan Minyak pada Anjungan Lepas Pantai Montara di Laut Timor, Lukijanto dan Andri Purwandani ... Analisis Beban Pencemar Udara So , No dan Hc dengan 2 2 Pendekatan Line Source Modeling (Studi Kasus di Jalan Magelang Yogyakarta), Ahmad Zaky Maulana ... Korelasi Keanekaragaman Bakteri terhadap Metabolit Sekunder Nephthea Spp. dari Perairan Taman Nasional Kepulauan Seribu, Gintung Patantis,
Hedi Indra Januar, dan Ekowati Chasanah ... Keanekaragaman Jenis Herpetofauna di Seksi Pengelolaan Taman Nasional (SPTN) I, Alas Purwo, Banyuwangi, Jawa Timur, Bayu Wisnu Broto dan Subeno ... Kajian Pengaruh Karakteristik Hujan terhadap Volume Aliran dan Berat Suspensi di Kawasan Karst, Marcellinus Mandira Budi Utomo, Hatma Suryatmojo dan Sri Astuti
Soedjoko... Kesesuaian Produk Televisi di Indonesia terhadap Standar Electromagnetic Compatibility Parameter Uji Radiated Emission, Wisnu Ananda ... Pertambahan Bobot Badan dan Kondisi Kesehatan Macaca Fascicularis Bunting di PT Bio Farma (Persero),
Mieska Despitasari ... Pengembangan Program Perhitungan Koefisien Difusi Aterial dalam Rekayasa Permukaan, Jan Setiawan ... Kelayakan Penerapan Lajur Sepeda Motor di Jalan Sunset Road Bali, Nicholas dan Agah M. Mulyadi ... Kesesuaian Karakteristik Teknologi Pompa Hidrolik Ram dan Penampungan Air Hujan dengan Karakteristik Lokal di Kabupaten Ende Nusa Tenggara Timur,
Made Widiadnyana Wardiha, Pradwi Sukma Ayu Putri, dan Iwan Suprijanto ... Kinerja Termal Rumah Tradisional Uma Kbubu,
Rini Nugrahaeni dan I Ketut Suwantara ... Pemilihan Fasilitas Penyeberangan Berdasarkan Gap Kritis (Studi Kasus Jalan Dharmawangsa–Surabaya),
Edwin Hidayat ...
489–498
Analysis of Sex-Ratio by Length Class of Big Eye Tuna (Thunnus obesus) in The Indian Ocean, Bram Setyadji, Andi Bahtiar, and Budi Nugraha ... Identifying Precursor Condition for "Puting Beliung" Event in Pangkalpinang, Siswanto and Supari ... Dinamika Komunitas Aktinobakteria Selama Proses
Pengomposan, Mukhlissul Faatih ... Regangan Tektonik dan Estimasi Potensi Bahaya Gempa di Selat Sunda Berdasarkan Data Pengamatan GPS,
Marta Nugraha Hidayat, Irwan Meilano, dan Irwan Gumilar ... Pemanfaatan Data Formosat-3/Cosmic GPS Radio Occultation untuk Estimasi Kandungan Uap Air di Atmosfer,
Noersomadi ... Isolasi, Analisis Struktur, dan Aktivitas Antibakteri Biflavonoid Gb-1 dari Garcinia tetranda pierre, Novi Sulistyaningrum dan Taslim Ersam ... Pemetaan Aliran Muka Air Tanah Dangkal di Sekitar Lahan Genangan Bakal Waduk Jatigede, Yan Adhitya Wesda Wardhana dan Heni Rengganis ... Analisis Gaya Tahanan Quark Eksternal dalam Quark Gluon Plasma (QGP) Berotasi dan Berinteraksi Kuat Menggunakan Teori Dawai, Ardian Nata Atmaja ... Reduksi Kesalahan Kosinus pada Kalibrasi Universal Measuring Machine dengan Menggunakan Displacement Laser Interferometer, Ardi Rahman ... Peran Bioteknologi untuk Peningkatan Produksi Kedelai di Lahan Marginal, Suyanto Pawiroharsono ... Stabilitas Enzim Lipase dalam Sintesis Produk Turunan Minyak Nabati Monoasilgliserol, Prima Luna ... Pendugaan Nilai Daya Gabung dan Heterosis Ketahanan Tanaman Cabai (Capsicum annuum) terhadap Antraknosa,
Yulia Irawati, Sriani Sujiprihati, dan Widodo ... Karakteristik dari Arang Aktif Tempurung Biji Jarak Pagar (Jatropha curcas linn) dan Uji Kualitas Air Sumur,
Dewi Alimah dan J. P. Gentur Sutapa ...
Bidang IPA dan IPT
Edisi Ilmu Pengetahuan Alam
Ilmu Pengetahuan Teknik
Nomor Akreditasi 215/AU1/P2MBI/08/2009
LEMBAGA ILMU PENGETAHUAN INDONESIA
Halaman
Volume 15 Nomor 3
Widyariset
V
olume 15, Nomor
3, Desember
Volume 15, Nomor 3, Desember 2012
Nomor Akreditasi 215/AU1/P2MBI/08/2009Edisi Ilmu Pengetahuan Alam Ilmu Pengetahuan Teknik
Majalah Ilmiah Widyariset adalah media penerbitan hasil penelitian dan pengembangan, kajian dan pemikiran sistematis tentang ilmu pengetahuan dan teknologi. Penulis pada majalah ini berasal dari peneliti/calon peneliti dari berbagai Unit Penelitian dan Pengembangan (Litbang), maupun Perguruan Tinggi (PT). Terbit secara teratur tiga kali dalam setahun pada bulan April untuk edisi Ilmu Pengetahuan Sosial (IPS), bulan Agustus dan Desember untuk edisi Ilmu Pengetahuan Alam (IPA) dan Ilmu Pengetahuan Teknik (IPT).
DEWAN REDAKSI
Penanggung Jawab :Sekretaris Utama-LIPI
Ketua Dewan Editor :Prof. Dr. Enny Sudarmonowati (Kepala Pusbindiklat Peneliti-LIPI)
Dewan Editor
Prof. Dr. Gono Semiadi (Zoologi, Puslit Biologi-LIPI)
Prof. Dr. Masno Ginting, M.Sc. (Fisika Bahan, Puslit Fisika-LIPI)
Prof. Dr. Dwi Purwoko (Agama dan Tradisi, Puslit Kemasyarakatan dan Kebudayaan-LIPI)
Prof. Rusdi Muchtar, M.A. (Komunikasi/Opini Publik, Puslit Kemasyarakatan dan Kebudayaan-LIPI)
Editor Pelaksana :Dra. Iroh Siti Zahroh, M.Si.
(Kabid Perencanaan dan Pengembangan, Pusbindiklat Peneliti-LIPI)
Pemeriksa Naskah :Yana Kusdiyana, S.E., M.E. (Kasubbid Pengembangan Program, Pusbindiklat Peneliti-LIPI) dan Praptiwi Sasiwi, S.Kom. (Kasie Penyiapan Bahan dan Produksi - LIPI Press)
Tataletak Naskah :Utami Dwi Astuti, S.S., Marthin Hadi Juliansah, M.E., Yoke Pradanatama, S.E. (Pusbindiklat Peneliti-LIPI) dan Rahma Hilma Taslima, A.Md. (LIPI Press)
Korektor :Dra. Betty Riadini, M.Si. dan Anisah, S.E. (Pusbindiklat Peneliti-LIPI)
Editor Penasihat :Dra. Sarwintyas Prahastuti, M.Hum.
(Kepala UPT Balai Media dan Reproduksi (LIPI Press), Jakarta)
Desain Grafis :Junaedi Mulawardana, A.Md. (LIPI Press)
Sekretariat :Erwin Pribadi dan Hendriansyah (Pusbindiklat Peneliti-LIPI)
Alamat Redaksi
PUSBINDIKLAT PENELITI LIPI
Jln. Raya Bogor KM. 46, Cibinong 16911
Telp. (021) 8752824, 8752943, Faks (021) 8752871 E-mail: widyariset@gmail.com
http://pusbindiklat.lipi.go.id/widyariset
Penerbit
LIPI Press, Anggota IKAPI
Jln. Gondangdia Lama (R.P. Suroso) No. 39, Jakarta 10350 Telp. (021) 3140228, 3146942, Faks. (021) 3144591
1
Volume 15, Nomor 3, Desember 2012
Nomor Akreditasi : 472/AU2/P2MI-
ISSN 1411 – 7932
LIPI/08/2012
Edisi Ilmu Pengetahuan Alam/ Ilmu Pengetahuan Teknik
DAFTAR ISI
Pemodelan Tumpahan Minyak pada Anjungan Lepas Pantai Montara di Laut Timor, Lukijanto
dan Andri Purwandani 489–498
Analisis Beban Pencemar Udara SO
2, NO
2Dan Hc dengan Pendekatan
Line Source Modeling
(Studi Kasus di Jalan Magelang Yogyakarta), Ahmad Zaky Maulana 499–508
Korelasi Keanekaragaman Bakteri Terhadap Metabolit Sekunder
Nephthea Spp.
dari Perairan
Taman Nasional Kepulauan Seribu, Gintung Patantis, Hedi Indra Januar, dan Ekowati
Chasanah 509–518
Keanekaragaman Jenis Herpetofauna di Seksi Engelolaan Taman Nasional (SPTN) I, Alas
Purwo, Banyuwangi, Jawa Timur, Bayu Wisnu Broto dan
Subeno 519–526
Kajian Pengaruh Karakteristik Hujan terhadap Volume Aliran dan Berat Suspensi di Kawasan
Karst, Marcellinus Mandira Budi Utomo, Hatma Suryatmojo, dan Sri Astuti 527–534
Kesesuaian Produk Televisi di Indonesia terhadap Standar
Electromagnetic Compatibility
Parameter Uji
Radiated Emission,
Wisnu Ananda 535–544
Pertambahan Bobot Badan dan Kondisi Kesehatan
Macaca Fascicularis
Bunting di PT Bio
Farma (Persero), Mieska Despitasari 545–550
Pengembangan Program Perhitungan Koefisien Difusi Aterial dalam Rekayasa Permukaan, Jan
Setiawan 551–556
Kelayakan Penerapan Lajur Sepeda Motor di Jalan Sunset Road Bali, Nicholas dan Agah M.
Mulyadi 557–564
2
Kinerja Termal Rumah Tradisional Uma Kbubu, Rini Nugrahaeni dan I Ketut Suwantara
577–586
Pemilihan Fasilitas Penyeberangan Berdasarkan Gap Kritis (Studi Kasus Jalan Dharmawangsa,
Surabaya), Edwin Hidayat 587–592
Analysis of Sex-Ratio by Length Class of Big Eye Tuna (
Thunnusobesus
) in Theindian Ocean
, Bram Setyadji, Andi Bahtiar, and Budi Nugraha 593–598
Identifying Precursor Condition for ’Puting Beliung’ Event in Pangkal Pinang, Siswanto and
Supari 599–610
Dinamika Komunitas Aktinobakteria Selama Proses Pengomposan, Mukhlissul Faatih 611–618
Regangan Tektonik dan Estimasi Potensi Bahaya Gempa di Selat Sunda Berdasarkan Data
Pengamatan GPS, Marta Nugraha Hidayat,
Irwan Meilano, dan Irwan Gumilar 619–628
Pemanfaatan Data
Formosat-3/Cosmic Gpsradio Occultation
untuk Estimasi Kandungan Uap
Air di Atmosfer, Noersomadi 629–636
Isolasi, Analisis Struktur dan Aktivitas Antibakteri Biflavonoid Gb-1 dari
Garcinia tetranda
pierre, Novi Sulistyaningrum dan Taslim Ersam 637–644
Pemetaan Aliran Muka Air Tanah Dangkal di Sekitar Lahan Genangan Bakal Waduk Jatigede,
Yan Adhitya Wesda Wardhana dan Heni Rengganis 645–650
Analisis Gaya Tahanan Quark Eksternal dalam Quark Gluon Plasma(Qgp) Berotasi dan
Berinteraksi Kuat Menggunakan Teori Dawai, Ardian Nata Atmaja 651–656
Reduksi Kesalahan Kosinus pada Kalibrasi
Universal Measuring Machine
dengan Menggunakan
Displacement Laser Interferometer
, Ardi Rahman 657–664
Peran Bioteknologi untuk Peningkatan Produksi Kedelai di Lahan Marginal, Suyanto
Pawiroharsono 665–672
Stabilitas Enzim Lipase dalam Sintesis Produk Turunan Minyak Nabati Monoasilgliserol, Prima
Luna 673–682
Pendugaan Nilai Daya Gabung dan Heterosis Ketahanan Tanaman Cabai (
Capsicum annuum
)
Terhadap Antraknosa, Yulia Irawati, Sriani Sujiprihati dan Widodo 683–690
| 691
KARAKTERISTIK DARI ARANG AKTIF TEMPURUNG BIJI JARAK
PAGAR (
Jatropha curcas
LINN) DAN UJI KUALITAS AIR SUMUR
THE CHARACTERISTICS OF ACTIVATED CHARCOAL FROM
JATROPHA SEED SHELL (
Jatropha curcas
LINN) AND ITS QUALITY
TEST TO GROUND WATER
Dewi Alimah* dan J. P. Gentur Sutapa**
Balai Penelitian Kehutanan Banjarbaru, Jl. A. Yani Km 28.7 Banjarbaru, Kalimantan Selatan
**Jurusan Teknologi Hasil Hutan, Fakultas Kahutanan Universitas Gadjah Mada
Pos-el: dewi_alimah@yahoo.com
ABSTRACT
Jatropha seed shell (Jatropha curcas Linn) produced as wastes of jatropha oil manufacturing can be con-verted to activated charcoal. The purpose of this experiment was to investigate the characteristic of activated charcoal produced from jatropha seed shell and to analyze its quality to ground water. The seed shells were carbonized into charcoal at 500°C for 3 hour. The charcoal was activated at 800 and 900°C for 0, 30, 60, and 90 min. The results showed that moisture content, volatile matter content, iodine and methylene blue adsorption had qualify met to the standards of quality activated charcoal powder according to SNI 06-3730-1995. Most of value of fi xed carbon met the qualify standard while ash content did not meet the standards. Based on the adsorptive capacity of iodine, the charcoal increased the quality of ground water as recommended by the Ministry of Health of 416/Menkes/Per/IX/1990.
Keywords : activated charcoal, Jatropa curcas Linn, ground water quality
ABSTRAK
Tempurung biji jarak pagar (Jatropha curcas Linn) dari limbah pengolahan minyak jarak pagar dapat dimanfaatkan menjadi arang aktif. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui karakteristik arang aktif tempurung biji jarak pagar dan melakukan pengujian arang aktif terhadap kualitas air konsumsi. Pada penelitian ini dilakukan pembakaran terhadap tempurung biji jarak pagar menjadi arang pada suhu 500°C selama 3 jam. Arang tersebut diaktivasi pada suhu 800 dan 900°C selama 0, 30, 60, dan 90 menit. Karakteristik arang aktif yang dihasilkan telah memenuhi standar kualitas arang aktif berbentuk serbuk menurut SNI 06-3730-1995 terutama untuk parameter kadar air arang aktif, kadar zat mudah menguap, daya serap terhadap iodium dan metilen biru. Untuk nilai parameter kadar karbon terikat, sebagian besar perlakuan memenuhi standar kualitas sedangkan untuk kadar abu, belum memenuhi standar kualitas. Berdasarkan kemampuan daya serap terhadap iodium, arang aktif dari tempurung biji jarak pagar dapat meningkatan kualitas air sumur yang memenuhi standar air bersih sesuai aturan Menteri Kesehatan RI No. 416/Menkes/Per/IX/1990.
Kata kunci : arang aktif, Jatropha curcas Linn, kualitas air sumur
PENDAHULUAN
Saat ini ada 27 industri di Indonesia yang meng-gunakan arang aktif untuk keperluan adsorben atau penyerap polutan gas, padat, dan cair antara
692 |Widyariset, Vol. 15 No.3, Desember 2012: 691–698 dunia industri. Berdasarkan catatan Departemen Perdagangan dan Perindustrian, Indonesia masih mengimpor arang aktif dari 19 negara antara lain Jerman, Jepang, Amerika, dan Malaysia. Namun, Indonesia juga mengekspor arang aktif ke sekitar 32 negara antara lain Jepang, Korea, China, India, Mesir, Australia, dan Ingris. Ekspor arang aktif pada tahun 2001 tercatat sebesar 11.834 ton dan impor sebesar 1.086 ton.2
Peningkatan kebutuhan arang aktif me-merlukan ketersediaan bahan baku arang dalam jumlah banyak. Bahan baku untuk membuat arang aktif di Indonesia sebagian besar menggunakan kayu dan tempurung kelapa. Pada dasarnya bahan baku yang dapat dipergunakan dalam pembuatan arang aktif adalah semua bahan yang mengandung karbon baik yang berasal dari tumbuhan, binatang maupun bahan tambang seperti batu bara.3Bahan
tersebut antara lain kayu, limbah kayu, tempu-rung kelapa, batu bara, dan limbah pertanian seperti kulit buah kopi, sabut buah coklat, sekam padi, jerami, tongkol dan pelepah jagung, bahkan bahan polimer seperti poliakrilonitril, rayon dan resin fenol.4
Untuk meningkatkan produksi arang aktif perlu dilakukan upaya menemukan bahan baku lain selain tempurung kelapa dan kayu yang dapat menghasilkan arang aktif berkualitas baik dan diantaranya adalah tempurung biji jarak pagar (Jatropha curcas Linn). Tempurung biji
ini merupakan limbah padat pengolahan minyak jarak pagar. Kulit biji jarak pagar berkisar antara 35–42% terhadap berat kering biji.5 Menurut Robert Manurung dalam Pambudy,6 produktivitas tanaman tersebut mencapai 10 ton biji jarak/hek-tar/tahun. Apabila seluruh biji tanaman tersebut diolah menjadi minyak, maka menyisakan limbah tempurung biji sebanyak 3,5–4,2 ton/hektar/ tahun. Tempurung biji jarak pagar tersebut banyak mengandung karbon sehingga berpotensi sebagai bahan baku arang aktif, tetapi pemanfaatannya belum banyak diketahui. Oleh karena itu, pemanfaatan tempurung biji jarak pagar menjadi arang aktif diharapkan dapat meningkatkan nilai ekonomisnya. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui karakteristik arang aktif tempurung biji jarak pagar dan melakukan pengujian kualitas air sumur.
METODE PENELITIAN
Bahan penelitian berupa tempurung biji jarak pagar yang diperoleh dari Purworejo, Jawa Tengah. Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Energi Kayu Fakultas Kehutanan Universitas Gadjah Mada, Laboratorium Kimia Analitik Fakultas MIPA Universitas Negeri Yogyakarta, dan Laboratorium Teknik Lingkungan Sekolah Tinggi Teknik Lingkungan “YLH” Yogyakarta mulai bulan Agustus sampai dengan Oktober 2007.
Tempurung biji jarak pagar sebanyak 7 kg yang telah dipanen dijemur di bawah sinar matahari hingga mencapai kondisi kering angin sebesar 9,92%. Tempurung tersebut dimasukkan ke dalam retort listrik dan dipanaskan pada suhu
500oC selama 3 jam. Arang yang diperoleh diakti-vasi secara fi sika, yaitu dengan cara memanaskan arang di dalam thermolyn pada variasi suhu dan
lama aktivasi. Penelitian ini menggunakan model rancangan acak lengkap (Completely Randomized Design) secara faktorial dengan 2 faktor
perla-kuan, yaitu suhu aktivasi 800 dan 900ºC dengan lama aktivasi 0, 30, 60, dan 90 menit. Dari kedua faktor tersebut diperoleh 8 perlakuan dengan 5 kali ulangan sehingga diperoleh 40 contoh uji. Untuk mengetahui kualitas arang aktif dilakukan pengujian terhadap sifat fi siko-kimia meliputi rendemen (ASTM, 1985), kadar air (SNI, 1995), kadar zat mudah menguap pada pemanasan 950oC (SNI, 1995), kadar abu (SNI, 1995), kadar karbon terikat (SNI, 1995), daya serap arang aktif terhadap iodium (SNI, 1995), daya serap terhadap benzena (ASTM, 1979), dan daya serap terhadap metilen biru (ASTM, 1979).1,7
Karakteristik Arang Aktif... | Dewi Alimah dan J. P. Gentur Sutapa | 693
menggunakan program SPSS 15.0 for Windows
sehingga diperoleh analisis variannya. Apabila hasil analisis varian tersebut berbeda nyata, maka dilakukan uji lanjut HSD (Honestly Signifi cant Different) Tukey untuk mengetahui pengaruh tiap
taraf perlakuan.8
HASIL DAN PEMBAHASAN
Sifat fi siko-kimia arang aktif tempurung biji jarak pagar yang dihasilkan, yaitu rendemen, kadar air, kadar zat mudah menguap, kadar abu, kadar kar-bon terikat, daya serap terhadap iodium, benzena, dan metilen biru disajikan pada Tabel 1.
Rendemen Arang Aktif
Rendemen arang aktif dari tempurung biji jarak pagar berkisar antara 86,86-96,09% (Tabel 1). Rendemen tertinggi dihasilkan oleh arang tanpa aktivasi sedangkan rendemen terendah dihasilkan oleh arang yang diaktivasi pada suhu 900ºC selama 90 menit. Berdasarkan analisis varian diketahui bahwa interaksi perlakuan, suhu aktivasi, dan lama aktivasi sangat berbeda nyata terhadap rendemen arang aktif. Semakin tinggi suhu dan lama aktivasi, rendemen arang aktif tempurung biji jarak pagar cenderung menurun. Peningkatan suhu dapat mempercepat laju reaksi antara karbon dengan uap air sehingga karbon terkonversi menjadi H2O dan CO2 dan semakin sedikit karbon yang diperoleh.2
Kadar Air Arang Aktif
Nilai rata-rata kadar air arang aktif tempu-rung biji jarak pagar berkisar antara 5,21–11,04%. Kadar air arang aktif terendah dihasilkan oleh arang yang diaktivasi pada suhu 900ºC selama 90 menit, sedangkan kadar air tertinggi dihasilkan oleh arang tanpa aktivasi. Nilai kadar air arang ak-tif dari semua sampel yang dihasilkan memenuhi standar kualitas arang aktif berbentuk serbuk menurut SNI 06-3730-1995, yaitu lebih rendah dari 15%.7 Rendahnya kadar air ini disebabkan oleh adanya reaksi antara HOH yang terdapat pada arang aktif dengan CO yang menghasilkan gas CO2 dan H2.9
Hasil analisis varian menunjukkan bahwa interaksi antara kedua perlakuan suhu dan lama
aktivasi berbeda nyata terhadap kadar air arang aktif tempurung biji jarak pagar. Nilai kadar air arang aktif tempurung biji jarak pagar cenderung mengalami penurunan seiring dengan kenaikan suhu dan lama aktivasi. Besarnya kadar air ini selain disebabkan oleh peningkatan sifat higroskopis arang aktif terhadap uap air dari udara pada waktu proses pendinginan, juga disebabkan oleh pengikatan molekul air oleh 6 atom karbon yang telah diaktivasi.10
Kadar Zat Mudah Menguap Pada Pema-nasan 950º C
Tabel 1 menunjukkan bahwa nilai kadar zat mudah menguap arang aktif tempurung biji jarak pagar berkisar antara 11,06–27,38%. Sebagian besar nilai kadar zat mudah menguap yang dihasilkan memenuhi standar arang aktif berbentuk serbuk menurut SNI 06-3730-1995, yaitu maksimum sebesar 25%. Kadar zat mudah menguap tertinggi dihasilkan oleh arang tanpa aktivasi, sedangkan nilai terkecil dihasilkan oleh arang yang diaktivasi pada suhu 900ºC selama 60 menit. Kadar zat mudah menguap yang tinggi mengurangi kemampuan arang aktif dalam me-nyerap gas dan larutan.2 Sesuai hasil penelitian Pari dkk11 bahwa tinggi rendahnya kadar zat mudah menguap yang dihasilkan menunjukkan bahwa permukaan arang aktif masih ditutupi oleh senyawa nonkarbon sehingga mempengaruhi kemampuan daya serapnya.
Hasil analisis varian menunjukkan bahwa interaksi antara kedua perlakuan yaitu, suhu aktivasi dan faktor lama aktivasi memberikan pen-garuh terhadap kadar zat mudah menguap. Nilai kadar zat mudah menguap arang aktif cenderung mengalami penurunan seiring dengan kenaikan suhu dan lama aktivasi. Menurut Kuriyama dalam Sudradjat dkk2 bahwa peningkatan suhu aktivasi cenderung menurunkan kadar zat mudah menguap. Hal ini terjadi karena pada suhu tinggi penguraian senyawa nonkarbon seperti CO2, CO, CH4, dan H2 dapat berlangsung sempurna.
Kadar Abu Arang Aktif
694 |Widyariset, Vol. 15 No.3, Desember 2012: 691–698 dihasilkan melebihi ambang batas kualitas arang aktif berbentuk serbuk yaitu 10% sehingga belum memenuhi standar yang ditetapkan SNI 06-3730-1995. Nilai kadar abu terendah dihasilkan arang tanpa aktivasi, sedangkan nilai kadar abu tertinggi dihasilkan arang yang diaktivasi pada suhu 900ºC selama 90 menit.
Hasil analisis varian menunjukkan bahwa suhu dan lama aktivasi berbeda nyata terhadap kadar abu arang aktif, sedangkan interaksi antara suhu dan lama aktivasi tidak berbeda nyata. Nilai kadar abu arang aktif cenderung meningkat seiring dengan kenaikan suhu dan lama aktivasi. Peningkatan kadar abu ini menunjukkan adanya proses oksidasi arang aktif lebih lanjut terutama dari partikel halus. Menurut Smisek dan Cerny dalam Pari dkk11, tingginya kadar abu yang dihasilkan dapat mengurangi daya adsorpsi arang aktif, karena pori arang aktif terisi oleh mineral-mineral logam seperti magnesium, kalsium, dan kalium.
Kadar Karbon Terikat Arang Aktif
Tabel 1 menunjukkan bahwa nilai kadar karbon terikat yang dihasilkan berkisar antara 56,76-68,78%. Sebagian besar nilai kadar karbon terikat arang aktif yang dihasilkan memenuhi standar arang aktif berbentuk serbuk menurut SNI 06-3730-1995, yaitu minimum 65%. Nilai kadar karbon terikat terendah dihasilkan tanpa aktivasi, sedangkan nilai tertinggi dihasilkan pada arang yang diaktivasi pada suhu 900ºC selama 60 menit.
Hasil analisis varian menunjukkan bahwa lama aktivasi memberikan pengaruh sangat berbeda nyata, sedangkan suhu aktivasi berbeda nyata terhadap kadar karbon terikat arang aktif. Semakin tinggi suhu aktivasi, maka kadar karbon terikat yang dihasilkan cenderung meningkat. Hal ini dikarenakan nilai kadar karbon terikat diperoleh dari pengurangan nilai 100% dengan kadar zat mudah menguap dan kadar abu sehingga semakin besar nilai kadar zat mudah menguap dan kadar abu, maka kadar karbon terikat semakin rendah. Pari dkk12 menyebutkan bahwa tinggi rendahnya kadar karbon terikat dipengaruhi pula oleh kandungan selulosa dan lignin yang dapat dikonversi menjadi atom karbon. Namun kadar karbon terikat arang aktif yang dihasilkan makin rendah seiring dengan semakin lamanya aktivasi.
Rendahnya kadar karbon ini menandakan sedikit-nya atom karbon yang tertata kembali membentuk struktur heksagonal.11
Daya Serap Arang Aktif terhadap Uap Benzena
Tabel 1 menunjukkan bahwa nilai rata-rata daya serap arang aktif tempurung biji jarak pagar terhadap uap benzena berkisar antara 2,26–7,35%. Daya serap tertinggi dihasilkan oleh arang yang diaktivasi pada suhu 900ºC selama 90 menit sedangkan daya serap terendah dihasilkan oleh arang yang diaktivasi pada suhu 800ºC selama 30 menit. Pada SNI 06-3730-1995 belum terdapat nilai standar daya serap terhadap uap benzena untuk arang aktif tipe serbuk. Nilai daya serap terhadap benzena pada arang aktif tipe serbuk ini termasuk sangat rendah bila dibandingkan dengan nilai standar arang aktif tipe butiran. Rendahnya daya serap arang aktif terhadap uap benzena disebabkan oleh atom karbon yang terdapat pada permukaan arang aktif banyak mengandung gugus fungsi yang bersifat polar seperti fenol, aldehid, dan karboksilat dari hasil karbonisasi yang tidak sempurna sehingga gas atau uap yang diserap menjadi lebih sedikit.3 Dengan kata lain, arang aktif yang dihasilkan pada penelitian ini kurang efektif bila digunakan untuk menyerap gas, karena daya serapnya terhadap uap benzena lebih rendah dari 25%.
Karakteristik Arang Aktif... | Dewi Alimah dan J. P. Gentur Sutapa | 695 Daya Serap Arang Aktif terhadap
Io-dium
Tabel 1 menunjukkan bahwa nilai rata-rata daya serap arang aktif tempurung biji jarak pagar terhadap iodium berkisar antara 1.142,10–1 .586,25 mg/g. Semua nilai daya serap arang aktif ini terhadap iodium memenuhi standar kualitas arang aktif berbentuk serbuk menurut SNI 06-3730-1995 yaitu minimal 750 mg/g, sehingga efektif bila digunakan sebagai pemurni, penjernih air, dan penyerap zat warna pada cairan. Daya serap tertinggi dihasilkan oleh arang yang diaktivasi pada suhu 900ºC selama 90 menit sedangkan daya serap terendah dihasilkan oleh arang tanpa aktivasi.
Hasil analisis varian menunjukkan bahwa interaksi perlakuan suhu dan lama aktivasi sangat berbeda nyata terhadap daya serap arang aktif tempurung biji jarak pagar terhadap iodium. Semakin besar suhu dan semakin lama aktivasi, maka daya serap arang aktif terhadap iodium cenderung semakin meningkat. Semakin tinggi suhu, maka semakin banyak pelat-pelat karbon bergeser mendorong senyawa hidrokarbon, tar, dan senyawa organik lainnya untuk keluar pada saat aktivasi.13 Peningkatan daya serap ini mem-perlihatkan bahwa atom karbon yang membentuk kristalit heksagonal makin banyak sehingga celah atau pori yang terbentuk di antara lapisan kristalit juga makin besar. Menurut Hartoyo dalam Pari,14 reaksi yang semakin lama dapat mengkonversi karbon dan membantu pembentukan mikropori dalam arang secara simultan dan diikuti dengan meningkatnya luas permukaan serta daya adsorpsi arang aktif.
Daya Serap Arang Aktif terhadap Metilen Biru
Tabel 1 menunjukkan bahwa nilai rata-rata daya serap arang aktif tempurung biji jarak pagar terhadap metilen biru berkisar antara 122,38–128,67 mg/g. Semua nilai daya serap tersebut memenuhi standar kualitas arang aktif berbentuk serbuk menurut SNI 06-3730-1995 karena daya serapnya lebih dari 120 mg/g. Daya serap arang aktif tertinggi dihasilkan oleh arang yang diaktivasi pada suhu 900ºC selama 30 menit sedangkan daya serap arang aktif terendah oleh
arang yang diaktivasi pada suhu 800ºC selama 30 menit.
Hasil analisis varian menunjukkan bahwa interaksi antara kedua perlakuan dan lama aktivasi sangat berbeda nyata sedangkan suhu aktivasi tidak berbeda nyata terhadap daya serap arang aktif terhadap metilen biru. Daya serap arang aktif terhadap metilen biru ini cenderung meningkat seiring dengan bertambahnya suhu dan lama aktivasi. Reaksi oksidasi dan reduksi yang terlalu lama dapat mengoksidasi dinding pori arang aktif lebih banyak sehingga menghasilkan diameter pori yang lebih lebar. Daya serap arang aktif terhadap metilen biru yang tinggi menunjukkan bahwa ikatan antara atom C dan H sebagian sudah terlepas sehingga terjadi proses pergeseran plat karbon kristalit yang dapat membuka pori yang baru.15
Kondisi Optimum Pembuatan Arang Aktif Tempurung Biji Jarak Pagar
Untuk membuat arang aktif dari tempurung biji jarak pagar adalah dengan cara melakukan aktivasi arang pada suhu 900ºC selama 60 menit. Pada kondisi ini kualitas arang aktif memenuhi standar kualitas arang aktif berbentuk serbuk menurut SNI 06-3730-1995 terutama nilai daya serap arang aktif terhadap iodium. Oleh karena itu, produk arang aktif dapat digunakan untuk meningkatkan kualitas air sumur, akan tetapi perlu diperhatikan kandungan abunya yang relatif tinggi.
Aplikasi Arang Aktif Untuk Peningkatan Kualitas Air Sumur
696 |Widyariset, Vol. 15 No.3, Desember 2012: 691–698 Tabel 2 menunjukkan bahwa air sumur semula berwarna 70 Pt-Co (Platina-Cobalt) dan
setelah dilakukan penambahan arang aktif, warna air sumur tersebut berubah menjadi lebih jernih daripada warna air sebelumnya, yaitu menjadi 5 Pt-Co. Nilai kekeruhan air sebelum dan sesudah diberi perlakuan dengan arang aktif masing-masing sebesar 34 dan 7 NTU (Nephelometric Turbidity Unit). Pada penelitian ini besarnya nilai
warna air sumur sesudah diberi perlakuan arang aktif memenuhi standar air bersih, yaitu tidak lebih dari 15 Pt-Co sedangkan nilai kekeruhan air sumur tidak memenuhi persyaratan air bersih sesuai aturan Menteri Kesehatan RI No. 416/ Menkes/Per/IX/1990, karena nilainya lebih dari 5 NTU. Hal ini selain disebabkan oleh bentuk pori yang asimetris juga oleh pori-pori arang aktif yang telah penuh terisi dengan kation-kation yang lain, sehingga tidak dapat menyerap partikel-partikel penyebab kekeruhan secara maksimal.3 Namun adanya penambahan arang aktif ke dalam air baku dapat memperbaiki derajat kekeruhan.
Tabel 2 menunjukkan bahwa air sumur sebelum dan sesudah diberi perlakuan dengan arang aktif memiliki nilai pH masing-masing adalah 7,8 dan 8,1. Peningkatan nilai pH air sebesar 3,85% disebabkan oleh adanya kation dalam arang aktif yang terlarut ke dalam air.16 Penurunan tingkat kekeruhan sebesar 79,41%, warna sebesar 92,86%, kadar besi (Fe) sebesar 97,43%, dan kadar mangan (Mn) sebesar 95,55%. Pada penelitian ini besarnya derajat keasaman (pH), kadar besi (Fe), dan mangan (Mn) yang dimiliki air sumur setelah diberi perlakuan dengan arang aktif sudah memenuhi persyaratan
sebagai air bersih menurut Permenkes No. 416/ Menkes/Per/IX/1990. Berdasarkan analisis yang telah dilakukan diketahui bahwa air sumur ini tidak mengandung seng (Zn) sehingga tidak membahayakan kesehatan bila air tesebut dikonsumsi.17
KESIMPULAN
Karakteristik arang aktif tempurung biji jarak pagar (Jatropha curcas Linn) telah memenuhi
standar kualitas arang aktif berbentuk serbuk menurut SNI 06-3730-1995 terutama untuk parameter kadar air arang aktif, kadar zat mudah menguap, daya serap arang aktif terhadap iodium dan metilen biru. Nilai parameter kadar karbon terikat sebagian besar perlakuan memenuhi standar kualitas sedangkan untuk kadar abu, belum memenuhi standar kualitas. Kualitas arang aktif terbaik dihasilkan pada arang yang diaktivasi dengan suhu 900ºC selama 60 menit. Berdasarkan kemampuan daya serap terhadap iodium, arang aktif ini dapat digunakan untuk meningkatkan kualitas air sumur sebagai sumber air minum yang memenuhi standar air bersih sesuai anjuran Menteri Kesehatan RI No. 416/Menkes/Per/ IX/1990.
UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis menyampaikan terima kasih kepada Bapak Sugiarto dari Universitas Gadjah Mada, Bapak Ali dari Universitas Negeri Yogyakarta, dan Ibu Retno Susetyaningsih, ST. MP dari Sekolah Tinggi Teknik Lingkungan “YLH” Yogyakarta atas kerja sama dan bantuannya selama kegiatan Tabel 2. Hasil Analisis Kualitas Air Sumur Sebelum dan Sesudah Perlakuan Arang Aktif Tempurung Biji Jarak
Pagar
Warna (Pt-Co) 70 5
92,86b Maks. 15,0
Kekeruhan (NTU) 34 7
79,41b Maks. 5,0
Kadar Fe (mg/l) 3,50 0,10
97,43b Maks. 1,0
Kadar Mn (mg/l) 0,45 0,02
95,55b Maks. 0,5
Kadar Zn (mg/l) 0,00 0,00 0,00 Maks. 5,0
Karakteristik Arang Aktif... | Dewi Alimah dan J. P. Gentur Sutapa | 697
penelitian ini.
DAFTAR PUSTAKA
1Sutapa, J.PG., W. Sujarwo, Y.A. Hulu, dan R.
Pambudi. 2007. Studi Pemanfaatan Limbah Bagasse (Ampas Tebu) dan Limbah Kayu Sengon Sebagai Bahan Arang Aktif Untuk Peningkatan Kualitas Air Sumur. Laporan
Penelitian. Lembaga Penelitian Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta: Universitas Gadjah Mada
2Sudradjat, R., D. Tresnawati, dan D. Setiawan. 2005.
Pembuatan Arang Aktif dari Tempurung Biji Jarak Pagar. Jurnal Penelitian Hasil Hutan,
23(2): 143–162.
3Hendra, D. 2006. Pembuatan Arang Aktif dari
Tempurung Kalapa Sawit dan Serbuk Kayu Gergajian Campuran.Jurnal Penelitian Hasil Hutan, 24(2): 117–132.
4Asano, N., J. Nishimura, K. Nishimiya, T. Hata, Y.
Imamura, S. Ishihara, and B. Tomita. 1999.
Formaldehide Reduction In Indoor Environ-ments By Wood Charcoals. Wood Researchs
No.86. Kyoto: Kyoto University.
5Hambali, E., A. Suryani, Dadang, Hariyadi, H.
Hanafi e, M. Rivai, I. K. Reksowardojo, dan P. Suryadarma. 2006. Jarak Pagar Tanaman Pen-ghasil Biodiesel. Depok : Penebar Swadaya.
6Pambudy, N.M. 2006. Bahan Bakar Alternatif, Tarik
Investor. (http://www.kompas.co.id/kompas-cetak/0704/08/persona/3440347.htm, diakses 12 Desember 2006).
7Badan Standarisasi Nasional. 1995. Arang Aktif
Teknis. Jakarta : BSN.
8Steel, R. G. D. dan J. H. Torrie. 1989. Prinsip dan
Prosedur Statistik Suatu Pendekatan Biometrik.
Jakarta : PT. Gramedia Pustaka Utama.
9Pari, G., T. Nurhayati, dan Hartoyo. 2000.
Kemung-kinan Pemanfaatan Arang Aktif Kulit Kayu
Acacia mangium Willd Untuk Pemurnian
Minyak Kelapa Sawit. Bulletin Penelitian Hasil Hutan, 18(1) : 40–53.
10Pari, G., Buchari, dan A. Sulaeman. 1996. Pembuatan
dan Kualitas Arang aktif dari Kayu Sengon (Paraserianthes falcataria) Sebagai Bahan
Adsorben. Buletin Penelitian Hasil Hutan,
14(7): 274–289.
11Pari, G., D. Hendra, dan R. A. Pasaribu. 2006.
Pen-garuh Lama Waktu Aktivasi dan Konsentrasi Asam Fosfat terhadap Mutu Arang Aktif Kulit Kayu Acacia mangium.Jurnal penelitian Hasil Hutan, 24(1): 33–46.
12Pari, G., D. Thohir, Mahpudin, dan J. Ferry. 2006.
Arang Aktif Serbuk Gergajian Kayu Sebagai Adsorben pada Pemurnian Minyak Goreng Bekas. Jurnal Penelitian Hasil Hutan, 24(4):
309–322.
13Pari, G. 1996b. Pembuatan Arang Aktif dari Serbuk
Gergaji Sengon (Paraserianthes falcataria)
dengan Cara Kimia. Buletin Penelitian Hasil Hutan, 14(8): 308–320
14Pari, G. 1991. Pembuatan Arang Aktif Kayu
Karet Untuk Bahan Pemurni Minyak Daun Cengkeh. Jurnal Penelitian Hasil Hutan, 10(5):
141–149.
15Pari, G., K. Sofyan, Syafii, dan Buchari. 2005.
Pengaruh Lama Aktivasi terhadap Struktur Kimia dan Mutu Arang Aktif Serbuk Gergaji Sengon. Jurnal penelitian Hasil Hutan, 23(3):
207–218.
16Pari, G. 1992. Pembuatan Arang aktif dari Serbuk
Gergaji Sengon Untuk Penjernih Air. Jurnal
Penelitian Hasil Hutan. 8(6): 228–235.
17Departemen Kesehatan. 1990. Daftar Persyaratan
698 |
W
idyariset
, V
ol. 15 No.3, Desember 2012: 691
–
698
Tabel 1. Sifat Fisiko-Kimia Arang Aktif dari Tempurung Biji Jarak Pagar
Suhu Ak vasi
(ᵒC)
Lama Ak vasi (menit)
Rendemen
(%) Kadar Air (%)
Kadar Zat Mudah Menguap (%)
Kadar Abu (%)
Kadar Karbon Terikat
(%)
Daya Serap terhadap Iodium
(mg/g)
Daya Serap terhadap Benzena
(%)
Daya Serap terhadap Me len
Biru (mg/g)
Kontrol 0 96,09c 11,04b 27,38c 15,87a 56,76a 1.142,10a 3,57a
124,26b
800
30 92,80
b
10,56b 24,54bc 16,28a 59,18a 1.211,90a 2,26a 122,38a
60 88,67
a
8,09a 12,60a 19,14a 68,26bc 1.484,73d 3,39a 126,45c
90 90,32
a
8,23ab 14,27ab 18,38a 67,35ab 1.338,80b 4,37a 126,48c
900
30 87,70
a
6,678a 15,04b 19,65ab 65,32a 1.402,25c 5,67a 128,67c
60 87,02
a
6,59a 11,06a 20,16b 68,78c 1.472,04c 6,22ab 125,84b
90 86,86
a
5,21a 13,30a 21,14b 65,56a 1.586,25d 7,35b 123,61ab
SNI 06-3730-1995
Maks. 15 Maks. 25 Maks. 10 Min. 65 Min. 750 Min. 120
