Google Arang Aktif | Dark Wizard of Scientist

June 18, 2013

Arang Aktif

Arang Aktif

Arang merupakan suatu padatan berpori yang mengandung (85 – 95) % karbon dan dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon dengan pemanasan pada suhu tinggi. Ketika pemanasan berlangsung, diusahakan agar tidak terjadi kebocoran udara didalam ruang pemanasan sehingga bahan yang mengandung karbon tersebut hanya terkarbonisasi dan tidak teroksidasi. Arang aktif adalah arang yang sudah dipanaskan selama beberapa jam dengan menggunakan uap atau udara panas.
Arang aktif atau sering disebut karbon aktif merupakan material yang berbentuk butiran atau bubuk yang berasal dari bahan-bahan yang mengandung karbon dengan proses aktifasi seperti perlakuan dengan tekanan dan suhu tinggi, dapat diperoleh arang aktif yang memiliki permukaan yang luas. Luas permukaan arang aktif berkisar antara 300-3500 m2/gram dan ini berhubungan dengan struktur pori internal. Arang aktif dapat mengadsorpsi gas dan senyawa-senyawa kimia tertentu atau sifat adsorpsinya selektif, tergantung pada besar atau volume pori-pori dan luas permukaan.
Daya serap arang aktif sangat besar, yaitu 251000% terhadap berat arang aktif. (Sembiring, 2003). Adapun komposisi atau kandungan zat dalam arang aktif berdasarkan analisa dari beberapa jenis arang aktif dapat dilihat pada tabel berikut ini.


Tabel 2.2 Komposisi Arang Aktif

Jenis Bahan Baku Persen (%)
C H Senyawa
Organik
Senyawa
Anorganik
Abu
Ampas tebu 88.4 7.8 0.08 0.12 3.2
Batang kelapa sawit 94.4 1.1 - 0.04 3.3
Serbuk gergaji kayu 87.5 2.2 0.12 0.04 2.0
Tempurung kelapa 95.3 0.6 0.19 0.43 1.2
Tongkol jagung 91.7 1.7 0.02 0.05 3.2

(Sumber : Sembiring, M.T., 2003)

Proses Pembuatan Arang Aktif

Bahan baku yang berasal dari hewan, tumbuh-tumbuhan, limbah ataupun mineral yang mengandung karbon dapat dibuat menjadi arang aktif. Bahan baku tersebut antara lain tulang, sekam padi, tongkol jagung, tempurung kelapa, sabut kelapa, cangkang kelapa sawit, cangkang kopi, cangkang kemiri, ampas tebu, kulit durian, serbuk gergaji, kayu keras, kayu campuran, kayu lunak, kayu jati, kayu karet dan sebagainya. Dengan pemanfaatan limbah tersebut, maka akan dihasilkan produk yang bernilai ekonomis dalam bentuk arang yang kemudian dapat diproses lebih lanjut menjadi arang aktif.
Menurut Sembiring (1998), ada berbagai macam metode pembuatan arang aktif yang telah diperbaharui yaitu :

1. Metode Tradisional
Metode pembuatan arang aktif tradisional dapat dibuat dengan menggunakan drum. Bahan yang akan dibakar dimasukkan kedalam drum yang terbuat dari plat besi. Kemudian dinyalakan sehingga bahan baku tersebut terbakar. Pada saat pembakaran, drum tersebut ditutup rapat dan hanya ventilasi yang dibiarkan terbuka sebagai jalan keluarnya asap. Ketika asap yang keluar berwarna kebiru-biruan, ventilasi ditutup dan dibiarkan selama kurang lebih 8 jam atau satu malam. Dengan hati-hati tutup drum dibuka dan dicek apakah masih ada bara yang menyala. Jika masih ada bara yang menyala, drum ditutup kembali.
Perlu diperhatikan tidak dibenarkan mematikan bara yang sedang menyala dengan menggunakan air karena dapat menurunkan kualitas arang tersebut.

2. Metode Yang Telah Diperbaharui
Metode pembuatan arang aktif yang telah diperbaharui dapat dilakukan dengan dua tahap yaitu:
a. Tahap Pengarangan (Karbonisasi)
Pada tahap ini, bahan baku mengalami dekomposisi dan menghasilkan arang yang memiliki keaktifan atau daya serap yang rendah dan luas permukaan hanya beberapa mm2/gr karbon, sedangkan unsur-unsur non-karbon, hidrogen, oksigen sebagian dilepaskan dalam bentuk gas untuk melepaskannya.
b.Tahap Pengaktifan (Aktifasi)
Proses aktifasi merupakan hal yang penting diperhatikan disamping bahan baku yang digunakan. Yang dimaksud dengan aktifasi adalah suatu perlakuan terhadap arang yang bertujuan untuk memperbesar pori, yaitu dengan cara memecahkan ikatan hidrokarbon atau mengoksidasi molekul-molekul permukaan sehingga mengalami perubahan sifat, baik sifat kimia maupun sifat fisika yaitu luas permukaannya bertambah besar dan berpengaruh terhadap daya adsorpsi. Metode aktifasi yang umum digunakan dalam pembuatan arang aktif ada dua jenis yaitu:
1. Aktifasi Kimia
Aktifasi ini merupakan proses pemutusan rantai karbon dari senyawa organik dengan menggunakan bahan-bahan kimia. Aktifator yang digunakan adalah bahan-bahan kimia seperti hidroksida logam alkali, garam-garam karbonat, klorida, sulfat, fosfat dari logam alkali tanah dan khususnya ZnCl2, asam-asam anorganik seperti H2SO4 dan H3PO4.
2. Aktifasi Fisika
Aktifasi ini merupakan proses pemutusan rantai karbon dari senyawa organik dengan bantuan panas, uap dan CO­­­2.
Bahan baku terlebih dahulu dibuat menjadi arang, kemudian arang tesebut digerus lalu diayak dan selanjutnya diaktifasi. Pada aktifasi ini biasanya arang dipanaskan dalam furnace dengan temperatur clip_image002C.
Menurut Standard Industri Indonesia (SlI No. 0258-79) persyaratan arang aktif adalah sebagai berikut :

Tabel 2.3. Syarat Mutu Arang Aktif

No Jenis Uji Satuan Persyaratan
1. Bagian yang hilang pada pemanasan 950°C % Maksimum 15
2. Air % Maksimum 10
3. Abu % Maksimum 2,5
4. Bagian yang tidak mengarang % Tidak ternyata
5. Daya serap terhadap larutan I2 % Maksimum 20

(Sumber : Sembiring, M.T., 2003)

Kegunaan Arang Aktif

Arang aktif banyak digunakan oleh berbagai kalangan industri. Hampir 60% produksi arang aktif di didunia ini dimanfaatkan oleh industri-industri gula, pembersihan minyak dan lemak, kimia dan farmasi, juga sebagai penjernih air. Adapun kegunaan arang aktif secara umum adalah sebagai berikut:
1. Industri obat dan makanan untuk menyaring dan menghilangkan bau dan rasa pada obat dan makanan
2. Industri gula untuk penghilangan zat-zat warna dan menyerap proses penyaringan menjadi lebih sempurna
3. Industri minuman keras dan ringan untuk menghilangkan bau dan warna pada minuman
4. Pembersih air untuk penghilangan bau, warna dan resin
5. Katalisator untuk reaksi katalisator vinil chloride dan vinil acetate
6. Budi daya udang untuk pemurnian, penghilangan amonia dan logam berat
7. Kimia perminyakan untuk penyulingan bahan mentah
8. Pemurnian gas untuk menghilangkan sulfur, gas beracun dan bau asap
9. Pelarut yang digunakan kembali untuk penarikan kembali berbagai pelarut
10. Pengolahan pupuk untuk pemurnian dan penghilangan bau.
 

Penggunaan Arang Aktif

Hampir 60 % produksi arang aktif di dunia digunakan pada industri-industri gula dan pembersih minyak dan lemak, kimia dan farmasi. Penggunaan arang aktif secara umum dapat diuraikan sebagai berikut :
1. Industri Gula
Pemakaian arang aktif pada industri gula dimulai pada tahun 1974 di Inggris. Selain itu menghilangkan zat-zat warna, arang aktif juga dapat menyerap senyawa-senyawa nitrogen, sehingga proses penyaringan menjadi lebih sempurna. Basa yang timbul pada proses penguapan akan berkurang serta akan mempercepat proses kristalisasi. Pada industri gula bit dan glukosa, ternyata pemakaian arang aktif memberikan hasil lebih memuaskan dan operasionalnya lebih fleksibel.
2. Industri Minyak dan Lemak
Pada pengolahan minyak nabati, hasil yang lebih ekonomis akan diperoleh bila pada proses pemurniannya digunakan campuran arang aktif. Dalam hal ini fungsi arang aktif adalah menghilangkan zat-zat warna dan feroksid. Untuk minyak yang mengalami hidrolisa, pemakaian arang aktif berfungsi untuk menghilangkan katalis yang masih tersisa pada minyak. Pada umumnya pemurnian dengan arang aktif dilaksanakan pada temperatur 70 – 120 0C.
3. Industri Kimia dan Farmasi
Arang aktif digunakan untuk menyerap kotoran-kotoran yang tidak diingikan yang berupa koloid, arang aktif dapat juga berfungsi sebagai filter sehingga proses kristalisasi dapat dipercepat. Penggunaan karbon aktif dalam industri kimia dan farmasi sering dijumpai dalam pembuatan kafein, asam sitrat, gliserin, asam laktat, dan antibiotika penisilin dan streptomysin.
4. Penjernih Air
Pemakaian klorin sebagai disinfektan pada penjernih air akan menimbulkan bau dan rasa yang tidak enak, ini ditimbulkan oleh reaksi antara klorin dengan mikro organisme. Untuk mencegah hal ini maka pada tahapan proses yang terakhir dapat digunakan karbon aktif sebagai adsorben dari reaksi yang ditimbulkan klorin dengan mikro organisme. (Sihite, 2003)



Daya Serap Arang Aktif

Sifat yang paling utama dari karbon aktif adalah kemampuannya untuk menyerap. Sifat ini didasari pada padatan sifat karbon aktif yang memiliki luas permukaan atau pori-pori yang besar. Daya serap karbon aktif erat hubungannya dengan sifat keaktifan karbon tersebut. Apabila suatu larutan terkontak dengan butiran karbon aktif yang berpori, maka molekul-molekul zat terlarut tertarik pada permukaan pori dan tertahan ditempat tersebut melalui gaya-gaya yang lemah.
Kemampuan karbon aktif untuk mengadsorpsi sejumlah besar adsorbat adalah karena struktur pori yang sangat terkembang yang dimiliki karbon aktif. Berdasarkan hasil percobaan terhadap larutan yang mengandung 80 ppm logam Cu2+, karbon aktif memiliki ukuran besar butir -24 mesh, ternyata mampu mengurangi konsentrasi ion logam Cu2+ hingga 31,31%.
Sifat dan daya serap karbon aktif terbagi atas dua bagian yaitu absorpsi (gaya van der waals) tetapi dalam hal-hal tertentu dapat melibatkan adsorpsi kimia (khemisorpsi). Keduanya didapat dari ada atau tidaknya perubahan kimia yang terjadi antara zat yang dikumpulkan (absorban) dan zat mengumpulkan (absorben). Adsorpsi fisik biasanya melibatkan perubahan energi yang lebih kecil (ikatan lebih lemah) dari pada khemisorpsi. Contohnya dari adsorpsi N2 pada karbon melepaskan energi kira-kira 5000 kalori per mol, sedangkan adsorpsi O2 pada 0 0C melepaskan energi lebih 100.000 kalori per mol. Hal ini terjadi karena adsorpsi O2 pada karbon juga melibatkan khemisorspi yang ditunjukkan dengan terbentuknya gas CO dan CO2 jika karbon dipanaskan. Pada karbon yang mengadsorpsi N2 jika dipanaskan hanya dilepaskan gas N2. Beberapa teori yang menerangkan gejala daya serap yang sebenarnya, belum cukup untuk mengemukakan dengan daya serap tersebut adalah sebagai berikut :
a. Dengan adanya pori-pori mikro yang sangat banyak jumlahnya pada karbon aktif ini, akan menimbulkan gejala kapiler yang menyebabkan adanya daya serap.
b. Permukaan yang luas 500 – 1000 m2/gr yang dimiliki karbon aktif dapat menyebabkan timbulnya daya serap. (Sihite, 2003)
Pada kondisi yang bervariasi ternyata hanya sebagian permukaan yang mempunyai daya serap. Hal ini terjadi karena permukaan dianggap heterogen, sehingga hanya beberapa jenis zat yang diserap oleh sebagian permukaan yang lebih aktif yang disebut “active center”. Karbon yang merupakan penyerap logam-logam yang terdapat dalam alam, mempunyai absorpsi yang tinggi. Salah satu reaksi karbon sebagai penyerap adalah :
ZnO(s) + C(s) clip_image001 Zn(s) + CO(g) (Sugiyarto, 2010)

Judul : Arang Aktif
Disusun Oleh : Berliana Siringo-Ringo | Liani | Goldberd Sinaga | Siti Maisyaroh | Jelita N Tambunan
Share this post

0 comments

Comment & suggestion....

:) :-) :)) =)) :( :-( :(( :d :-d @-) :p :o :>) (o) [-( :-? (p) :-s (m) 8-) :-t :-b b-( :-# =p~ :-$ (b) (f) x-) (k) (h) (c) cheer

 
© 2013 Dark Wizard of Scientist
Original Designed by BlogThietKe Cooperated with Duy Pham
Released under Creative Commons 3.0 CC BY-NC 3.0
Posts RSS Comments RSS
Back to top