8
BAB 2
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Asap Rokok
Asap rokok mengandung lebih dari 4000 jenis zat organik berupa gas maupun partikel yang berasal dari daun tembakau. Komponen dalam asap rokok dibagi menjadi 2 bentuk yaitu fase gas sebesar 85% dan fase partikel sebesar 15%. Fase gas merupakan fase dengan berbagai macam gas yang berbahaya, sedangkan fase partikulat merupakan bahan yang terserap dari penyaringan asap rokok menggunakan filter cadtrige dengan ukuran pori-pori 0,1µm. Kandungan yang dimiliki asap rokok ialah 40 jenis di antaranya bersifat karsinogenik (dapat menyebabkan kanker) dan 200 jenis di antaranya berbahaya bagi kesehatan manusia. Racun utama yang terdapat pada asap rokok adalah nikotin, tar dan karbon monoksida (Widigdo, 2010).
Perokok aktif mendapat paparan asap rokok utama atau secara langsung yang disebut mainstream smoke. Sedangkan perokok pasif mendapat paparan asap dari ujung rokok yang terbakar disebut pula sidestream cigarette smoke. Kandungan kimia asap rokok sidestream cigarette smoke lebih tinggi dibandingkan dengan kandungan asap pada mainstream smoke karena tembakau terbakar pada temperature yang lebih rendah ketika sedang dihisap membuat pembakaran menjadi kurang lengkap dan mengeluarkan lebih banyak bahan kimia (Widigdo, 2010). Asap yang ditimbulkan pada sidestream cigarette smoke ini lebih berbahaya karena dapat meningkatkan resiko terkena kanker paru-paru, tumor otak, dan penyakit kardiovaskular. Kandungan pada asap rokok dapat dilihat pada Tabel 2.1.
Tabel 2. 1 Komponen kimia utama asap rokok
Senyawa Konsentrasi/batang rokok
Nitrogen 280-120 mg
Oksigen 50-70 mg
9
Senyawa Konsentrasi/batang rokok
Karbon Dioksida 45-65 mg
Karbon Monoksida 14-23 mg
Air 7-12 mg
Argon 5 mg
Hidrogen 0,5- 1,0 mg
Amonia 10 – 130 µg
Nitrogen Oksida 100 – 680 µg
Hidrogen Sianida 400 – 500 µg
Hidrogen Sulfida 20 – 90 µg
Metana 1,0 – 2,0 mg
Volatile Alkene 0,4 – 0,5 mg
Volatile Alkenes lain 1,0 – 1,6 mg
Isoprene 0,2 – 0,4 mg
Asap rokok yang dapat membahayakan bagi perokok pasif tidak hanya berasal dari sidestream cigarette smoke (mengandung 85% second hand smoke), tetapi asap rokok yang dapat membahayakan perokok pasif dapat berasal dari third hand smoke.
2.1.1 Second Hand Smoke (SHS)
Second Hand Smoke adalah asap yang berasal dari rokok ketika dinyalakan dan asap yang dihembuskan kembali oleh perokok aktif. Penyakit yang dapat ditimbulkan oleh second hand smoke diantaranya kardiovaskular, ISPA, menyebabkan kerusakan hati, dan dapat menyebabkan kematian secara mendadak karena serangan jantung (Cancer Action Network, 2014).
2.1.2 Third Hand Smoke(THS)
Third Hand Smoke (THS) adalah kontaminasi residu asap tembakau setelah rokok terbakar yang dapat menempel pada pakaian, dinding, furniture, karpet, bantal, rambut, dan kulit (Marciano, 2018). THS merupakan hal yang sama berbahayanya dengan second hand smoke, tetapi partikel asap yang ditimbulkan oleh THS dapat menempel di perabotan rumah tangga selama seminggu bahkan sebulan setelah adanya
10 penyerapan nikotin menjadi uap (Winickoff, 2016). Zat beracun yang terdapat pada third hand smoke terdiri dari asam hidrosianit yang terdapat pada senjata kimia, butana digunakan pada cairan ringan, toluena ditemukan pada pengencer cat, karbon, monoksida, dan polonium-210 yang merupakan karsinogen yang sangat reaktif (Winickoff, 2016).
Selain memiliki komponen kimia berbahaya, asap rokok pada THS juga menghasilkan partikel asap rokok yang disebut dengan partikel ultrafine. Partikel ultrafine merupakan partikel dengan diameter <0,1 µm yang dapat mempengaruhi kesehatan manusia karena partikel ultrafine dapat menembus dinding paru-paru melalui proses pernapasan dan dapat menyebabkan kerusakan pada sel-sel alveoli (Masruroh, 2014). Selain menghasilkan partikel ultrafine, pada proses pembakaran puntung rokok juga menghasilkan radikal bebas yang berbahaya bagi tubuh manusia.
Radikal bebas dapat diartikan suatu molekul yang relatif tidak stabil dengan atom yang pada orbit terluarnya memiliki satu atau lebih elektron yang tidak berpasangan.
Molekul yang kehilangan pasangan tersebut menjadi tidak stabil dan radikal (Robins, 2007). Dalam konsentrasi yang tinggi, radikal bebas dapat membentuk stress oksidatif yang dapat merusak seluruh sel tubuh (Yulfrida, 2017).
2.2 Rangkaian Cockcroft-Walton
Rangkaian pengali tegangan cockcroft-walton merupakan rangkaian penyearah cascade (bertingkat) dengan disusun secara bertingkat sehingga mendapatkan tegangan yang kita inginkan (Risma, 2011). Rangkaian cockcroft-walton dapat meningkatkan nilai tegangan AC menjadi tegangan DC yang bernilai lebih tinggi. Siklus pertama dari tegangan input (Vin) adalah siklus negatif membuat dioda yang pertama menjadi rangkaian tertutup dan dioda kedua menjadi rangkaian terbuka. Kapasitor pertama akan diisi tegangannya hingga sama dengan Vm. Kemudian pada saat siklus positif dioda pertama menjadi rangkaian terbuka dan dioda kedua menjadi rangkaian tertutup.
Karena kapasitor pertama sebelumnya sudah terisi penuh dan ada beda potensial terhadap kapasitor kedua yang masih kosong. Maka akan terjadi proses pengisian kapasitor dengan beda potensial yang lebih besar dari sebelumnya yaitu Vm + C1 karena
11 keduanya dianggap memiliki sumber yang sama (Gianto, 2015). Rangkaian cockcroft- walton dapat dilihat pada Gambar 2.1.
2.3 Electrostatic Precipitator
Electrostatic precipitator adalah alat yang digunakan untuk mengendapkan partikel dalam aliran gas dengan cara menginduksikan muatan elektrostatik. Partikel yang mengendap kemudian akan disaring sehingga yang tersisa hanyalah gas yang diinginkan (Monterroso, 2011). Electrostatic precipitator atau ESP dapat dikatakan pula sebagai alat yang berfungsi untuk menangkap debu atau ash collection pada industri dan berfungsi untuk mengurangi polusi yang ditimbulkan oleh hasil pembakaran batu bara dalam furnace (Arfian dkk, 2015). Electrostatic precipitator banyak digunakan pada dunia industri seperti PLTU, pabrik gula dan pabrik semen.
Banyak dunia industri yang menggunakan electrostatic precipitatorkarena pada alat ini memiliki efisiensi hingga 90% dan rentang partikel yang didapat cukup besar.
Dengan menggunakan alat ini, jumlah limbah debu yang keluar dari cerobong diharapkan hanya sekitar 0,16% (Monterroso, 2011).
Prinsip kerja electrostatic precipitator didasarkan atas partikel bermuatan listrik yang dilewatkan dalam suatu medan elektromagnetik. Sistem filter terdiri dari dua buah elektroda yaitu discharge electrode (-) yang berupa steel wire dan collecting plate electrode (+) yang berupa steel plate. Discharge electrode berfungsi untuk memberi
Gambar 2.1 Rangkaian cockcroft-walton (Syakur, 2011)
12 muatan pada partikel debu sehingga berbentuk ion debu negatif. Collecting plate berfungsi untuk menarik partikel bermuatan dan mengumpulkannya sehingga partikel debu dalam gas akan terakumulasi pada elektroda ini. Bersamaan proses akumulasi, partikel debu akan mengalami netralisasi di plate elektroda sehingga prinsip kerja electrostatic precipitator terbagi menjadi tiga langkah yaitu proses pelepasan elektron (electron discharge), proses pemuatan partikel debu (particle charging), proses pengumpulan partikel debu (precipitating) (Sugeng, 2013).
2.4 Voltage Divider
Voltage divider adalah sebuah rangkaian elektronika sederhana terdiri dari 2 buah resistor disusun secara seri yang memiliki fungsi sebagai pembagi tegangan. Pada penelitian ini digunakan untuk membagi tegangan dari output maksimal rangkaian pengali tegangan cockcrof-walton sebesar 5000 V menjadi tegangan yang lebih kecil agar dapat terbaca oleh alat ukur multimeter. Rangkaian pembagi tegangan atau voltage divider ditunjukkan pada Gambar 2.2.
Besar Vout dapat dirumuskan sebagai berikut (Ulaby dan Maharbiz, 2013):
Tegangan output :
𝑉
𝑜𝑢𝑡= 𝑉
𝑖𝑛× (
𝑅2𝑅1+𝑅2
)
2.1 dengan Vout adalah tegangan output satuan Volt, Vin adalah tegangan input satuan Volt, R1 dan R2 adalah resistor satuan Ohm.Gambar 2.2 Rangkaian voltage divider (Ulaby dan Maharbiz, 2013)
13 2.5 Mikroskop Optik
Mikroskop merupakan alat yang sering digunakan oleh para peneliti untuk melihat benda-benda yang berukuran kecil agar dapat dilihat bentuk dan strukturnya.
Ada banyak jenis mikroskop yang biasa digunakan oleh para peneliti, salah satunya ialah mikroskop optik. Mikroskop optik merupakan mikroskop yang menggunakan lensa berbentuk seperti gelas dan memanfaatkan cahaya matahari atau lampu sebagai sumber penerangan. Mikroskop optik mempunyai 2 buah lensa yaitu lensa objektif dan lensa okuler. Lensa okuler berfungsi untuk memperbesar bayangan dari lensa objektif sedangkan lensa objektif merupakan lensa yang terletak paling dekat dengan objek.
Bagian-bagian pada mikroskop optik dapat dilihat pada Gambar 2.3
Cara kerja mikroskop optik adalah cahaya lampu dibiaskan melalui lensa kondensor yang akan mengenai objek dan diteruskan oleh lensa objektik. Cahaya yang diteruskan oleh lensa objektif akan ditangkap oleh lensa okuler yang selanjutnya akan diteruskan ke kamera atau indra penglihatan pengamat. Pada mikroskop optik memiliki
Gambar 2. 3 Bagian-bagian mikroskop optik (atml.web.id. 2013)
14 keterbatasan pembesaran yaitu dari 400x sampai 1400x (Respati, 2008). Didapatkan hasil pengamatan berupa citra gambar yang dapat diolah dan diketahui ukuran serta jumlah dari partikel atau objek yang diamati. Bentuk dari partikel yang dapat teramati oleh mikroskop memiliki bentuk yang berbeda yaitu bentuk oval, lingkaran, dan tidak beraturan sehingga untuk mengetahui ukuran dari partikel tersebut dapat dilakukan penarikan panjang secara vertikal atau secara horizontal (Abdullah, 2009). Setelah didapatkan panjang seluruh partikel yang teramati oleh mikroskop, data tersebut kemudian diolah menjadi data grafik agar lebih mudah untuk dipahami dan dibaca oleh peneliti.
2.6 Penelitian Terdahulu
Tabel 2.2 merupakan rangkuman hasil penelitian terdahulu yang memiliki keterkaitan dengan penelitian yang telah dilakukan.
Tabel 2.2 Penelitian Terdahulu
No
Nama dan Tahun Publikasi
Hasil
1 Risma dkk, 2011 Metode: Membuat pemurni udara dengan menggunakan pengali tegangan cockroft-walton dengan output tegangan yang diinginkan sebesar 4000-5000Vdc untuk memisahkan karbon monoksida (CO) dari oksigen.
Perangkat ini akan berfungsi jika sensor AF30 mendeteksi adanya karbon monoksida (CO)
Hasil: Didapatkan output dari pengali tegangan ini sebesar 4420Volt DC pada tahap ke-13. Tegangan tinggi ini akan mengionisasi karbon monoksida (ion negatif) dari oksigen (ion positif). Setelah ion positif dan ion negative terpisahkan, ion negatif akan dikeluarkan oleh kipas DC ke elemen pembersih dan ion negatif akan menjadi residu dan tinggal di dalam pembersih.
2 Gianto dkk, 2015 Metode: Membuat pembangkit tegangan tinggi DC yang akan mampu mengendapkan debu secara electrostatic.
Pembuatan pembangkit tegangan tinggi ini memerlukan rangkaian penyearah pengali tegangan atau cockroft- walton.
15 No
Nama dan Tahun Publikasi
Hasil
Hasil: Dapat membuat alat mengendapkan debu dengan menggunakan electrostatic sebagai metode penyaringnya.
Elektrostatik ini dihasilkan dari tegangan sekitar 4KV, dengan menggunakan 14 kapasitor, dioda serta transformator step-up yang mengubah tegangan 220v menjadi 600 volt.
3 Cheng dkk, 2016 Metode: Menggunakan sensor gelombang permukaan akustik yang terdiri dari lapiran teroksidasi carbon nanospheres untuk mendeteksi senyawa kimia THS serta memperoleh massa dengan setelah terpapar asap rokok.
Hasil: Pengukuran massa kain setelah terpapar asap rokok memiliki urutan wol, kapas, dan poliester. Massa THS yang tertinggal pada serat alami seperti wol dan kapas lebih besar dari pada serat sintetis seperti poliester.
4 Sudrajad dkk, 2019
Metode: Menggunakan tegangan discharge yang diaplikasikan pada alat penyaring udara berbasis Electrostatic Precipitator (ESP) dengan metode eksperimen.
Hasil: Tegangan efektif terdapat pada tegangan yang mendekati tegangan maksimum, untuk kawat dengan diameter 0,7 mm tegangan efektifnya adalah 8250 VDC dan untuk kawat dengan diameter 0,4 mm tegangan efektifnya adalah 8500 VDC.
