Makalah Pengolahan Limbah Klp 6

MAKALAH PENGOLAHAN LIMBAH “KARBON AKTIF SINTETIS”

Disusun oleh 1. Ainul Mardiah

17TKM200

2. Khuzaimah Ainuddin

17TKM

3. Nur Pratiwi Harapanita S

17TKM

4. Nurul Alssya

17TKM

JURUSAN TEKNIK KIMIA MINERAL POLITEKNIK ATIM MAKASSAR Politeknik ATIM Makassar Jurusan Teknik Kimia Mineal Makalah Karbon Aktif Sintetis

0

2019 KATA PENGANTAR Segala Puji dan Syukur Kehadirat Allah SWT. Atas rahmat-Nya penulis dapat menyelesaikan makalah ini dengan sebagaimana mestinya Dalam pengantar ini kami mengucapkan banyak terimakasih kepada guru/dosen karena telah memberikan kesempatan kepada penulis untuk berimprovisasi terhadap makalah ini. Penulis pun berterima kasih kepada berbagai pihak yang turut serta memberikan motivasinya dalam pembuatan makalah ini. Penulis menyadari bahwa makalah ini memiliki banyak kekurangan, oleh karena itu penulis akan sangat menerima dan terbuka terhadap berbagai kritik dan saran yang dapat membangun kemampuan penulis demi kemajuan di masa yang akan datang. Semoga makalah ini dapat memberikan manfaat bagi Penulis pada khususnya dan umumnya bagi semua yang membaca makalah ini. Demikian sekilas prakata dari Penulis. Mohon maaf bila ada kesalahan baik itu penulisan ataupun tutur kata yang tersurat dalam makalah ini. Atas segala perhatiannya kami ucapkan terima kasih.

Makassar, 16 April 2019

Kelompok 6

Politeknik ATIM Makassar Jurusan Teknik Kimia Mineal Makalah Karbon Aktif Sintetis

1

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ........................................................................................... 1 DAFTAR ISI ......................................................................................................... 2 BAB I PENDAHULUAN ...................................................................................... 3 A. Latar Belakang ................................................................................................. 3 B. Maksud dan Tujuan ......................................................................................... 3 BAB II PEMBAHASAN ..................................................................................................... 5 1. POROS…………………………………………………………………………………. 5 A. Definisi…………………………………………………………………………….... 5 B. Fungsi Poros……………………………………………………………………….... 5 C. Macam –Macam Poros…………………………………………………………….... 5 D. Hal – Hal Yang Harus Diperhatikan………………………………………………... 7 E. Material Poros……………………………………………………………………… 8 F. Perhiungan Poros…………………………………………………………………..... 8 2. ULIR A. Definisi…………………………………………………………………………….... 15 B. Ukuran Ulir………………………………………………………………………….. 15 C. Macam –Macam Jenis Ulir Berdasarkan Bentuknya……………………………….. 16 D. Klasifikasi Ulir……………………………………………………………………… 24 E. Hubungan Antara Momen Puntir Dan Gaya Aksial……………………………….... 26 F. Efisiensi Mekanisme Ulir Daya …………………………………………………….. 27 BAB III PENUTUP .............................................................................................................. 28 Kesimpulan .............................................................................................................28 DAFTAR PUSTAKA................................................................................................ 29

Politeknik ATIM Makassar Jurusan Teknik Kimia Mineal Makalah Karbon Aktif Sintetis

2

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Industri pembuatan karbon aktif di Indonesia telah mengalami kemajuan yang cukup pesat. Hal ini disebabkan oleh semakin meningkatnya permintaan pasar, baik di dalam negeri maupun untuk diekspor ke luar negeri. Peningkatan kebutuhan akan karbon aktif ini diakibatkan oleh semakin banyaknya aplikasi karbon aktif untuk industri dan berbagai peralatan bantu manusia. Karbon aktif dapat dipergunakan untuk berbagai industri, antara lain yaitu industri obat-obatan, makanan, minuman, pengolahan air (penjernihan air) dan lain-lain. Hampir 70% produk karbon aktif digunakan untuk pemurnian dalam sektor minyak kelapa, farmasi dan kimia. Bahan baku yang dapat dibuat menjadi karbon aktif adalah semua bahan yang mengandung karbon, baik yang berasal dari tumbuh-tumbuhan, binatang ataupun barang tambang. Bahan-bahan tersebut adalah berbagai jenis kayu, sekam padi, tulang binatang, batu-bara, tempurung kelapa, kulit biji kopi. Definisi arang aktif ( activated carbon ) berdasarkan pada pola strukturnya adalah suatu bahan yang berupa karbon amorf yang sebagian besar terdiri dari karbon bebas serta memiliki permukaan dalam sehingga memiliki daya serap yang tinggi. Pada proses industri arang aktif digunakan sebagai bahan pembantu dan dalam kehidupan sehari-hari arang aktif semakin meningkat kebutuhannya baik didalam maupun luar negeri. Arang aktif memegang peranan yang sangat penting baik sebagai bahan baku maupun sebagai bahan pembantu pada proses industri dalam meningkatkan kualitas atau mutu produk yang dihasilkan. Banyaknya bermunculan proses industri didalam dan diluar negeri semakin banyak pula kebutuhan arang aktif, untuk itu semakin banyak peluang untuk memproduksi dan memasarkan arang aktif. Permintaan yang sangat besar, baik domestik maupun internasional, maka tingkat persaingan dalam memproduksi arang aktif juga semakin membaik. Kompetisi pasar saat ini telah didukung dengan dikeluarkannya Standard Industri Indonesia ( SII ) yang mencakup persyaratan-persyaratan minimum yang harus dipenuhi untuk menjaga kualitas produk arang aktif. Produksi arang aktif di Indonesia masih banyak dijumpai industri arang aktif secara tradisional, proses sangat sederhana atau disebut proses bergantian

Politeknik ATIM Makassar Jurusan Teknik Kimia Mineal Makalah Karbon Aktif Sintetis

(batch prosses)

3

dalam skala produksi yang sangat kecil dan rendahnya kualitas, disebabkan oleh investasi dan teknologi proses yang terbatas, namun pasar masih tetap menyerap produk tersebut. Bahan baku ( raw materials ) untuk memproduksi arang aktif di Indonesia tersedia sangat melimpah dan dapat diperbaharui ( renewable ), berupa limbah serbuk gergaji, limbah potongan-potongan kayu, limbah industri CPO kelapa sawit, tempurung kelapa, tanaman kayu hutan, aspal muda ( bitumin ) dan lain-lain. Salah satu bahan baku karbon aktif yang potensial untuk dikembangkan pada saat ini di Indonesia adalah batubara. Hal ini mengingat banyaknya cadangan batubara Indonesia. Melalui pemanfaatan batubara sebagai bahan baku karbon aktif diharapkan dapat meningkatkan pemanfaatan batubara Indonesia yang selama ini hanya digunakan sebagaibahan bakar PLTU, industri semen, dan industri–industri kecil lainnya. Selain itu diharapkan dapat menghasilkan produk yang berkualitas yang kemudian dapat dikembangkan minimal untuk kebutuhan domestik, mengingat sampai saat ini kebutuhan karbon aktif untuk keperluan industri dalam negeri masih dipenuhi dari impor yang kebutuhan pertahunnya sekitar 2,5 ton.

B. Tujuan Tujuan penulisan makalah ini adalah untuk : 

Mengetahui jenis-jenis dari karbon aktif sintetis



Memberikan contoh kasus mengenai karbon aktif sintetis di industri maupun di kehidupan sehari-hari.

Politeknik ATIM Makassar Jurusan Teknik Kimia Mineal Makalah Karbon Aktif Sintetis

4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA A. Karbon Aktif Karbon aktif adalah suatu bahan yang berupa karbon amorf yang mempunyai luas permukaan yang sangat besar yaitu 200 sampai 2000 m 2/g. 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 dibanding adsorben lainnya. Luas permukaan yang besar ini disebabkan karena mempunyai struktur pori – pori. Pori pori inilah yang menyebabkan karbon aktif mempunyai kemampuan untuk menyerap (Sudibandriyo,2003) Karbon aktif merupakan senyawa karbon yang telah ditingkatkan daya adsorpsinya dengan proses aktivasi. Pada proses aktivasi ini terjadi penghilangan hidrogen, gas-gas dan air dari permukaan karbon sehingga terjadi perubahan fisik pada permukaannya. Aktivasi ini terjadi karena terbentuknya gugus aktif akibat adanya interaksi radikal bebas pada permukaan karbon dengan atom -atom seperti oksigen dan nitrogen. Pada proses aktivasi juga terbentuk pori -pori baru karena adanya pengikisan atom karbon melalui oksidasi ataupun pemanasan.Karbon aktif terdiri dari 87 – 97 % karbon dan sisanya berupa hidrogen, oksigen, sulfur dan nitrogen serta senyawa-senyawa lain yang terbentuk dari proses pembuatan. Secara umum, ada dua jenis karbon aktif yaitu karbon aktif fasa cair dan karbon aktif fasa gas. a. Karbon aktif fasa cair Karbon aktif fasa cair biasanya berbentuk powder yang sangat halus, diameter pori mencapai 1000 Ao, dihasilkan dari bambu kuning, serbuk gergaji, ampas pembuatan kertas atau dari bahan baku yang mempunyai densitas kecil dan mempunyai struktur yang lemah, raapuh (mudah hancur), mempunyai kadar abu yang tinggi berupa silika dan biasanya digunakan untuk menghilangkan abu, rasa, rasa, warna, dan kontaminan organik lainnya b. Karbon aktif fasa gas Karbon aktif fasa gas biasanya berbentuk granular atau pellet yang sangat keras diameter pori berkisar antara 10 – 200 A o dan mempunyai tipe pori lebih halus. Karbon aktif fasa gas diperoleh dari tempurung kelapa, tulang, batu bata atau bahan baku yang

Politeknik ATIM Makassar Jurusan Teknik Kimia Mineal Makalah Karbon Aktif Sintetis

5

mempunyai berat jenis tinggi dan biasa digunakan untuk memperoleh kembali pelarut, katalis, pemisahan, dan pemurnian gas. Secara umum, ukuran pori karbon aktif dapat diklasifikasikan dalam 3 jenis, yaitu micropore, mesepore dan macropore. a.

Micropore adalah pori – pori dengan ukuran lebih kecil dari 2nm dan ini merupakan area dimana adsorbsi dominan terjadi. Volume pori – pori ini berkisar antara 0,15 – 0,5 ml/g.

b.

Mesopore adalah pori – pori dengan ukuran 2 – 50 nm dan merupakan area adsorpsi dominan kedua setelah micropore. Misopore sering juga disebut transitional pore atau area transisi. Volume mesopore berkisar antara 0,02 – 10 ml/g.

c.

Macropore adalah pori – pori dengan ukuran lebih besar dari 50 nm dan berfungsi sebagai pintu masuk adsorbat menuju ke dalam micropore.

Gambar 2.2 Ila. Makropori b.mesopori c.mikropori Sifat utama yang membedakan karbon aadsorben gas dan karbon fasa cair adalah distribusi dan ukuran pori – porinya. Karbon adsorber gas biasanya memilimi jumlah pori – pori paling banyak pada area micropore sedangkan karbon fasa cair memiliki jumlah pori – pori terbanyak pada area transisi. Namun pada umumnya, karban fase cair memiliki luas permukaan hampir sama dengan karbon adsorber gas, tapi dengan volume pori – pori yang lebih besar. Karbon aktif dapat dibuat dari berbagai macam bahan dasar yang mengandung karbon. Yang biasa dipakai sebagai bahan dasar karbon aktif antara lain

batu

bara,

tempurung kelapa, tempurung kelapa sawit, petrol coke, limbah pinus, dan kayu. Perubahan bahan dasar juga mempunyai efek terhadap kapasitas adsorpsi dan kinetik dari karbon aktif. Bahan dasar yang digunakan memberikan pengaruh terhadap struktur permukaan besar dari karbon aktif yang dapat dilihat dari Scanning Electron Micrographs (SEM). Karbon aktif yang berbahan dasar dari kayu mempunyai struktur pori-pori Politeknik ATIM Makassar Jurusan Teknik Kimia Mineal Makalah Karbon Aktif Sintetis

6

besar yang jauh lebih teratur dibandingkan karbon aktif berbahan dasar batu bara. Ada 3 kriteria bahan dasar yang dapat dibuat sebagai karbon aktif, yaitu: 

Bahan dasar harus mengandung karbon.



Pengotor pada bahan dasar harus dijaga seminimal mungkin.



Bahan dasar harus mempunyai kualitas yang konstan.

C. Kegunaan Karbon Aktif

BAB III Politeknik ATIM Makassar Jurusan Teknik Kimia Mineal Makalah Karbon Aktif Sintetis

7

PEMBAHASAN A. Arang Arang merupakan residu hitam berbentuk padatan berpori yang mengandung 85-95% karbon, dihasilkan dengan menghilangkan kandungan air dan komponen volatile dari bahanbahan yang mengandung karbon melalui pemanasan pada suhu tinggi (Tryana dan Sarma 2003 Anonim 2008). Komarayati (2007) mendefinisikan bahwa arang adalah residu berwarna hitam hasil pembakaran pada keadaan tanpa oksigen yang mengandung karbon yang berbentuk padat dan berpori, seperti kayu atau bahan biomaterial lainnya. Sebagian pori – pori masih tetap tertutup dengan hidrokarbon, ter dan senyawa organik lain. Komponennya terdiri dari karbon terikat ( fixed carbon), abu, air, nitrogen dan sulfur. Arang merupakan produk setengah jadi dalam pembuatan arang aktif dan kualitas arang aktif yang dihasilkan di antaranya dipengaruhi oleh kesempurnaan proses pengarangan. Pengarangan merupakan salah satu dari proses termokimia yang dapat mengkonversi biomassa menjadi arang (Worasuwannark et al. 2004). Proses pengarangan salah satunya dipengaruhi oleh suhu yang akhirnya akan menentukan kualitas arang yang dihasilkan. Banyaknya arang yang dihasilkan ditentukan oleh komposisi awal biomassa yaitu semakin banyak kandungan zat menguap maka semakin sedikit arang yang dihasilkan karena banyak bagian yang terlepas ke udara (Kementrian BUMN 2008). Proses pengarangan ada 4 tahap (Sudrajat dan Salim 1994 ), yaitu : 1. 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 2. Pada suhu 270 - 310 °C reaksi eksotermik berlangsung, terjadi penguraian selulosa secara intensif menjadi larutan pirolignat, gas, kayu, dan sedikit ter. Asam pirolignat merupakan asam organik dengan titik didih rendah seperti asam cuka dan metanol, sedangkan gas kayu terdiri atas CO dan CO2. 3. Pada suhu 310 – 510 °C terjadi penguraian lignin, dihasilkan lebih banyak ter, sedangkan larutan pirolignat menurun, dan produksi gas CO2 menurun, sedangkan gas CO, CH4, dan H2 meningkat. 4. Pada suhu 500 – 1000 °C merupakan tahap pemurnian arang atau peningkatan kadar karbon.

Politeknik ATIM Makassar Jurusan Teknik Kimia Mineal Makalah Karbon Aktif Sintetis

8

Nugraha (2005) menyatakan bahwa pirolisis ialah salah satu proses pengarangan yang mendekomposisi material organik tanpa mengandung oksigen. Apabila ada oksigen pada saat proses pirolisis maka akan ada reaksi dengan material lain yang pada akhirnya akan menghasilkan abu. Pada proses pirolisis terhadap kayu, lignin terdegradasi sebagai akibat kenaikan suhu sehingga dihasilkan senyawa-senyawa karakteristik sesuai dengan jenis kayu. Proses pirolisis berlangsung dalam dua tahapan yaitu pirolisis primer dan pirolisis sekunder. Pirolisis primer terdiri dari proses cepat yang terjadi pada suhu 50 – 300 °C, dan proses lambat pada suhu 300 – 400 °C. Proses pirolisis primer cepat menghasilkan arang, berbagai gas, dan H2O. Sedangkan proses lambat menghasilkan arang, 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). Penilaian kualitas arang dilakukan berdasarkan : Ukuran, meliputi : batangan, halus, atau pecah B. Arang Aktif Arang aktif merupakan senyawa karbon amorf, yang dapat dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon atau dari arang yang diperlakukan dengan cara khusus untuk mendapatkan permukaan yang lebih luas. Selain bahan baku, proses aktivasi juga merupakan hal penting yang perlu diperhatikan dalam pembuatan arang aktif. Proses aktivasi adalah suatu perlakuan terhadap arang yang bertujuan untuk memperbesar pori yaitu dengan cara memecahkan hidrokarbon atau mengoksidasi molekul – molekul permukaan sehingga arang mengalami perubahan sifilt, baik fisika maupun kimia, yaitu luas permukaannya bertambah luas dan berpengaruh terhadap daya adsorpsi. Metode aktivasi yang umum digunakan dalam pembuatan arang aktif adalah : 1.

Aktivasi kimia yaitu proses pemutusan rantai karbon dari senyawa organik dengan pemakaian bahan – bahan kimia.

2.

Aktivasi fisika yaitu proses pemutusan rantai karbon dari senyawa organik dengan panas, uap, dan CO2.

Luas permukaan arang aktif berkisar antara 300-3500 m2/g dan ini berhubungan dengan struktur pori internal yang menyebabkan arang aktif mempunyai sifat sebagai adsorben. Arang 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). Dengan semakin luasnya permukaan arang aktif maka daya adsorpsinya juga semakin meningkat (Baker et al. 1997).

Politeknik ATIM Makassar Jurusan Teknik Kimia Mineal Makalah Karbon Aktif Sintetis

9

Arang aktif komersial sebagian besar dimanfaatkan sebagai bahan penyerap (adsorben) dalam berbagai aplikasi seperti digunakan pada pembersihan tumpahan minyak, penyaring air minum, penyaring udara, dan perbaikan tanah. Selain itu arang aktif komersial juga telah digunakan sebagai penyaring kotoran organik dalam industri minuman keras, dan sebagai penyerap racun di dalam tubuh manusia. Dalam perkembangannya arang aktif komersial telah dimanfaatkan sebagai pengontrol kemurnian buah – buahan dan sayur yang dikonsumsi manusia, serta mampu menyerap emisi (Anonim 2008). C. Daya serap Arang Aktif Daya serap adalah peristiwa terjadinya perubahan kepekatan dari molekul, ion atau atom antar permukaan dalam dua fasa (Pari et al. 2000). Hal ini terjadi bila dua fasa saling bertemu, sehingga di antara kedua fasa tersebut terbentuk daerah antar muka yang sifatnya berbeda dengan fasa ruah kedua fasa tersebut. Pada kondisi tertentu atom, ion atau molekul dalam daerah ini mengalami ketidakseimbangan gaya sehingga mampu menarik molekul lain sampai keseimbangan gaya tercapai. Zat yang terserap biasanya terkonsentrasi pada permukaan. Bahan yang yang terserap dinamakan adsorbat (adsorbate), biasanya berupa cairan atau gas, sedangkan yang menyerap disebut adsorben (adsorbent). Sifat arang aktif yang paling penting adalah daya serap. Dalam hal ini, ada beberapa faktor yang mempengaruhi daya serap adsorpsi, yaitu : 1. Sifat Adsorben Arang aktif yang merupakan adsorben adalah suatu padatan berpori, yang sebagian besar terdiri dari unsur karbon bebas dan masing- masing berikatan secara kovalen. Dengan demikian, permukaan arang aktif bersifat non polar. Selain kompisisi dan polaritas, struktur pori juga merupakan faktor yang penting diperhatikan. Struktur pori berhubungan dengan luas permukaan, semakin kecil pori-pori arang aktif, mengakibatkan luas permukaan semakin besar. Dengan demikian kecepatan adsorpsi bertambah. Untuk meningkatkan kecepatan adsorpsi, dianjurkan agar menggunakan arang aktif yang telah dihaluskan. Jumlah atau dosisi arang aktif yang digunakan, juga diperhatikan. Untuk itu dapat digunakan persamaan :6eundkich, yaitu: X/M = kCl/n. Persamaan ini menghubungkan kapasitas adsorpsi persatuan berat karbon (X/M) dengan konsentrasi Serapan yang tersisa dalam larutan © pada keadaan setimbang. Dalam hal ini, dilakukan percobaan terhadap sederetan sampel dengan menggunakan berat arang aktif yang berbeda, dimana waktu dan temperatur- dibuat tetap untuk semua perlakuan. 2. Sifat Serapan

Politeknik ATIM Makassar Jurusan Teknik Kimia Mineal Makalah Karbon Aktif Sintetis

10

Banyak senyawa yang dapat diadsorpsi oleh arang aktif, tetapi kemampuannya untuk mengadsorpsi berbeda untuk masing- masing senyawa. Adsorpsi akan bertambah besar sesuai dengan bertambahnya ukuran molekul serapan dari sturktur yang sama, seperti dalam deret homolog. Adsorsi juga dipengaruhi oleh gugus fungsi, posisi gugus fungsi, ikatan rangkap, struktur rantai dari senyawa serapan 3. Temperatur Dalam pemakaian arang aktif dianjurkan untuk menyelidiki. temperatur pada saat berlangsungnya proses. Karena tidak ada peraturan umum yang bisa diberikan mengenai temperatur yang digunakan dalam adsorpsi. Faktor yang mempengaruhi temperatur proses adsoprsi adalah viskositas dan stabilitas thermal senyawa serapan. Jika pemanasan tidak mempengaruhi sifat-sifat senyawa serapan, seperti terjadi perubahan warna mau dekomposisi, maka perlakuan dilakukan pada titik didihnya. Untuk senyawa volatil, adsorpsi dilakukan pada temperatur kamar atau bila memungkinkan pada temperatur yang lebih kecil. 4. PH (Derajat Keasaman) Untuk asam-asam organik) adsorpsi akan meningkat bila pH diturunkan, yaitu dengan penambahan asam-asam minreal. Ini disebabkan karena kemampuan asam mineral untuk mengurangi ionisasi asam organik tersebut. Sebaliknya bila pH asam organik dinaikkan yaitu dengan menambahkan alkali, adsorpsi akan berkurang sebagai akibat terbentuknya garam. 5. Waktu Singgung Bila arang aktif ditambahkan dalam suatu cairan, dibutuhkan waktu untuk mencapai kesetimbangan. Waktu yang dibutuhkan berbanding terbalik dengan jumlah arang yang digunakan. Seisin ditentukan oleh dosis arang aktif, pengadukan juga mempengarubi waktu singgung. Pengadukan dimaksudkan untuk memberi kesempatan pada partikel arang aktif untuk bersinggungan dengan senyawa serapan. Untuk larutan yang mempunyai viskositas tinggi, dibutuhkan waktu singgung yang lebih lama D. Penggunaan Arang Aktif Arang aktif terbagi atas 2 tipe yaitu arang aktif sebagai pemucat dan arang aktif sebagai penyerap uap. Karena hal tersebut maka karbon aktif banyak digunakan oleh kalangan industri. Hampir 60% produksi arang aktif di dunia ini dimanfaatkan oleh industriindustri gula dan pembersihan minyak dan lemak, kimia dan farmasi. Adapun penggunaan arang aktif secara umum dapat dilihat pada tabel berikut.

Politeknik ATIM Makassar Jurusan Teknik Kimia Mineal Makalah Karbon Aktif Sintetis

11

Gambar 3.1 E. Industri yang Menggunakan Arang Aktif Pada umumnya arang aktif digunakan sebagai bahan pembersih, dan penyerap, juga digunakan sebagai bahan pengemban katalisator. Pada industri karet ban arang aktif yang mempunyai sifat radikal dan serbuk sangat halus, digunakan sebagai bahan aditif kopolimer. Pemakaian arang aktif pada berbagai industri diantaranya adalah: 1.

Industri makanan: Untuk menyaring dan menghilangkan warna,bau,dan rasa tidak enak pada makanan.

2.

Industri Pengolahan Air Minum: Untuk menghilangkan bau,warna,rasa yang tidak Enak,gas-gas beracun,zat pencemar air dan sebagai pelindung resin pada pada pembuatan demineralis water.

3.

Industri minuman: Menghilangkan warna,bau dan rasa yang tidak enak.

4.

Industri obat: Menyaring dan menghilangkan warna dan senyawa-senyawa yang tidak diinginkan.

5.

Industri Pengolahan Limbah Cair: Membersihkan air buangan dari pencemar warna,bau,zat beracun,dan logam berat.

6.

Mengambil Gas Polutan (pollutant remover): Menghilangkan gas beracun, bau busuk, asap, uap air raksa, uap benzen dan lain-lain.

7.

Industri Plastik: Sebagai katalisator, pengangkut vinil chlorida dan vinil acetat.

8.

Industri Gas Alam Cair (LNG): Desulfurisasi,penyaringan berbagai bahan mentah dan reaksi gas. Politeknik ATIM Makassar Jurusan Teknik Kimia Mineal Makalah Karbon Aktif Sintetis

12

9.

Industri Rafinery: Zat perantara dan penyaringan bahan mentah.

10.

Industri Pengolahan Emas dan Mineral: Pemurnian,uap merkuri dan menyerap polutan.

11.

Mendaur Ulang Pelarut: Mengambil kembali berbagai pelarut, sisa methanol, ethanol, Ethyl acetat dan lain-lain.

12.

Industri Perikanan: Pemurnian, menghilangkan bau dan warna.

13.

Industri Gula dan Glukosa: Selain menghilangkan warna, bau, dan rasa yang tidak enak, juga mempunyai kemampuan yang sangat baik untuk menyerap senyawa nitrogen dan lyophilic kolloids yang akan membantu menyempurnakan proses penyaringan dan akan mengurangi busa yang timbul pada proses penguapan, sehingga akan mempercepat proses kristalisasi gula.

14.

Industri Minyak Goreng: Karbon aktif dicampur dengan bleaching earth sangat efektif dan ekonomis untuk menghilangkan peroksida,zat warna, rasa, dan bau yang tidak enak akibat proses sponifikasi.

15.

Ekstraksi emas dengan menggunakan leaching sianida, Dalam sianidasi dengan karbon, bijih emas dilumat menjadi bubur dan emasnya dilarutkan dalam

larutan

sianida.

Kemudian

ditambahkan

karbon

aktif

untuk

mengadsorpsi ion-ion kompleks emas. Karbon aktif dapat digunakan pada larutan kaya yang sudah jernih melalui kolom ( Carbon ln Column-CIC ) maupun pada tangki pelindian, baik itu dengan cara menggantungkan karbon yang terletak pada kantong permeable ( Carbon In Leach-CIL ) maupun dengan mencampurkan karbon aktif langsung pada bubur campuran bijih ( Carbon In Pulp-CIP ). kemampuan ekstraksi emas berkisar 85 – 98 %, dan masih banyak sekali penggunaan karbon aktif yang tidak disampaikan disini seperti banyak dijumpai pada industri kimia dalam pembuatan Asam sitrat, cafein, gliserin,asam laktat dan lain-lain. F. Sumber Arang Aktif Di Indonesia bahan baku untuk membuat arang aktif sebagian besar menggunakan tempurung kelapa dan kayu. Di lain pihak bahan baku yang dapat dibuat menjadi arang aktif adalah semua bahan yang mengandung karbon, baik yang berasal dari tumbuh-tumbuhan, binatang, maupun barang tambang seperti batu bara. Bahan-bahan tersebut adalah berbagai jenis kayu, sekam padi, tulang binatang, batu bara, tempurung kelapa, kulit biji kopi, bagase,

Politeknik ATIM Makassar Jurusan Teknik Kimia Mineal Makalah Karbon Aktif Sintetis

13

dan lain-lain. Akhir-akhir ini arang aktif dibuat dari bahan baku polimer seperti poliakrilonitril, rayon dan resol fenol (Hoyashi et al., 1984 dalam Hendra dkk., 1999). Bahan baku yang berasal dari hewan, tumbuh-tumbuhan, limbah ataupun mineral yang mengandung karbon dapat dibuat menjadi arang aktif, antara lain: tulang, kayu lunak, sekam, tongkol jagung, tempurung kelapa, sabut kelapa, ampas penggilingan tebu, ampas pembuatan kertas, serbuk gergaji, kayu keras dan batubara. G. Proses Pembuatan Arang Aktif Di negara tropis masih dijumpai arang yang dihasilkan secara tradisional, itu dengan menggunakan drum atau lubang dalam tanah, dengan tahap pengolahan sebagai berikut: bahan yang akan dibakar dimasukkan dalam lubang atau drum yang terbuat dari plat besi. Kemudian dinyalakan sehingga bahan baku tersebut terbakar, pada saat pembakaran, drum atau lubang ditutup sehingga hanya ventilasi yang dibiarkan terbuka. lni bertujuan sebagai jalan keluarnya asap. Ketika asap yang keluar berwarna kebiru-biruan, ventilasi ditutup dan dibiarkan selama kurang lebih kurang 8 jam atau satu malam. Dengan hati-hati lubang atau dibuka dan dicek apakah masih ada bara yang menyala. Jika masih ada yang atau drum ditutup kembali. Tidak dibenarkan mengggunakan air untuk mematikan bara yang sedang menyala, karena dapat menurunkan kwalitas arang. Selain cara di atas, arang juga dapat menghasilkan dengan cara destilasi kering. Dengan cara ini, bahan baku dipanaskan dalam suatu ruangan vakum. Hasil yang diperoleh berupa residu yaitu arang dan destilat yang terdiri dari campuran metanol dan asam asetat. Residu yang dihasilkan bukan merupakan karbon murni, tetapi masih mengandung abu dan ter yang mempunyai titik didih 1991. Hasil yang diperoleh seperti metanol, asam asetat dan arang tergantung pada bahan baku yang digunakan dan metoda destilasi. 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 arang mengalami perubahan sifilt, baik fisika maupun kimia, yaitu luas permukaannya bertambah besar dan berpengaruh terhadap daya adsorpsi. Metoda aktifilsi yang umum digunakan dalam pembuatan arang aktif adalah: a. Aktifasi Kimia: proses pemutusan rantai karbon dari senyawa organik dengan pemakian bahan-bahan kimia. b. Aktifasi Fisika: proses pemutusan rantai karbon dari senyawa organik dengan bantuan panas, uap dan CO2. Politeknik ATIM Makassar Jurusan Teknik Kimia Mineal Makalah Karbon Aktif Sintetis

14

Untuk aktifasi kimia, aktifator yang digunakan adalah bahan-bahan kimia seperti: hidroksida ligam alkali garam-garam karbonat, klorida, sulfat, fosfat dari logam alkali tanah dan khususnya ZnCl2 , asam-asam anorganik seperti H2SO4 dan H4PO4. Untuk aktifasi fisika, biasanya arang dipanaskan didalam furnace pada temperatur 800900°C. Oksidasi dengan udara pada temperatur rendah, merupakan reaksi eksoterm sehingga sulit untuk mengontrolnya. Sedangkan pemanasan dengan uap atau CO2 pada temperatur tinggi merupakan reaksi endoterm, sehingga lebih mudah dikontrol dan paling umum digunakan. Beberapa bahan baku lebih mudah untuk diaktifasi jika diklorinasi terlebih dahulu. Selanjutnya dikarbonisasi untuk menghilangkan hidrokarbon yang terklorinasi dan akhimya diaktifasi dengan uap.Juga memungkinkan untuk memperlakukan arang kayu dengan uap belerang pada temperatur 500°C dan kemudian desulfurisasi dengan H₂ untuk mendapatkan arang dengan aktifitas tinggi. Dalam beberapa bahan barang yang diaktifasi dengan percampuran bahan kimia, diberikan aktifasi kedua dengan uap untuk memberikan sifat fisika tertentu barang tidak dikembangkan oleh aktifasi kimia. Arang aktif sebagai pemucat, dapat dibuat dengan aktifasi kimia. Bahan laku dicampur dengan bahan-bahan kimia, kemudian campuran tersebut dipanaskan

pada

temperatur

500-900°C.

Selanjutnya

didinginkan,

dicuci

untuk

menghilangkan dan memperoleh kembali sisa-sisa zat kimia yang digunakan. Akhirnya, disaring dan dikeringkan. Bahan baku dapat dihaluskan sebelum atau setelah aktifasi. Arang aktif sebagai penyerap uap, juga dapat dibuat dengan aktifasi kimia. Sebagai contoh, digunakan serbuk gergaji sebagai bahan dasar dan H3PO4, ZnCl2, K2S atau KCNS sebagai aktifator. Biasanya, seratus bagian bahan baku yang telah dihaluskan dicampur dengan larutan yang mengandung 50-100 bagian aktifator. Kemudian dipanaskan dalam pencampur mekanik untuk menguapkan air, selanjutnya campuran yang masih panas tersebut dibentuk menjadi blokblok,dihancurkan kembali dan dikarbonisasi pada 500 -900°C, didinginkan, dicuci untuk menghilangkan dan memperoleh kembali bahan-bahan kimia yang digunakan untuk selanjutnya dikeringkan. Proses yang melibatkan oksidasi selektif dari bahan baku dengan udara, juga digunakan baik untuk pembuatan arang aktif sebagai pemucat maupun sebagai penyerap uap. Bahan baku dikarbonisasi pada temperatur 400-500°C untuk mengeleminasi zat-zat yang mudah menguap. Kemudian dioksidasi dengan gas pada 800-10000C untuk mengembangkan pori dan luas permukaan. Dalam beberapa hal, adalah menguntungkan untuk menghancurkan atau menghaluskan arang menjadi bentuk powder, kemudian membentuknya kembali menjadi pellet dengan Politeknik ATIM Makassar Jurusan Teknik Kimia Mineal Makalah Karbon Aktif Sintetis

15

menggunakan ter sebagai pengikat. Selanjutnya, dihancurkan kembali dan dikarboniasi pada 500-700 °C dan diaktifasi dengan nap pada temperatur 850-950 DC. Proses ini akan menghasilkan partikel yang lebih mudah diaktifasi karena mempunyai saluran-saluran yang lebih besar atau poripori makro sebagai alan masuknya gas pengoksidasi dan memudahkan produkproduk reaksi untuk meninggalkan pusat partikel. Berdasarkan uraian diatas, proses pembuatan arang aktif dapat dibagi dua: 1. Proses Kimia: bahan baku dicampur dengan bahan-bahan kimia tertentu, kemudian dibuat pada. Selanjutnya pada tersebut dibentuk menjadi batangan dan dikeringkan serta dipotong-potong. Aktifasi dilakukan pada temperatur 100°c. Arang aktif yang dihasilkan, dicuci dengan air selanjutnya dikeringkan pada temperatur 300 °c. Dengan proses kimia, bahan baku dapat dikarbonisasi terlebih dahulu, kemudian dicampur dengan bahan-bahan kimia. 2. Proses Fisika: bahan baku terlebih dahulu dibuat arang. Selanjutnya arang tersebut digiling, diaysk untuk selanjutnya diaktifasi dengan cara pemanasan pada temperatur 1000 °c yang disertai pengaliran uap. Proses fisika banyak digunakan dalam aktifasi arang antara lain: a. Proses Briket: bahan baku atau arang terlebih dahulu dibuat briket, dengan cara mencampurkan bahan baku atau arang halus dengan ter. Kemudian, briket yang dihasilkan dikeringkan pada 550°c untuk selanjutnya diaktifasi dengan uap. b.

Destilasi kering: merupakan suatu proses penguraian suatu bahan akibat adanya pemanasan pada temperatur tinggi dalam keadaan sedikit mau tanpa udara. Dengan cara destilasi kering, diharapkan daya serap arang aktif yang menghasilkan dapat menyerupai atau lebih baik dari pada daya serap arang aktif yang diaktifkan dengan menyertakan bahan-bahan kimia. Juga dengan cara ini, pencemaran lingkungan sebagai akibat adanya penguraian senyawa-lenyawa kimia dari bahan-bahan pada saat proses pengarangan dapat diihindari. Selain itu, dapat dihasilkan asap cair sebagai hasil pengembunan uap hasil penguraian senyawa-senyawa organik dari bahan baku.

Politeknik ATIM Makassar Jurusan Teknik Kimia Mineal Makalah Karbon Aktif Sintetis

16

Secara umum proses pembuatan Arang Aktif : a. Karbonisasi Bahan baku yg didapatkan pertama dilakukan proses karbonisasi dengan suhu bervariasi antara 300 sampai dengan 900 derajat Celcius. 

Penggilingan (Crushing)

Dengan mesin penggiling crusher arang dihaluskan menjadi tepung (powdered), dengan ayakan 100 mesh dipisahkan yang halus, dan yang kasar masuk kedalam penggilingan lagi dan yang halus siap di proses aktivasi atau melalui granulasi atau ekstrusi. 

Granulasi

Dengan menggunakan tumbling machine tepung arang dapat dibuat butiran (granular), besar butiran disesuakan keinginan. Ekstrusi Dengan mesin exstruder tepung arang dapat dibuat pelet, besar kecilnya ukuran dapat disesuaikan keinginan. 

Aktivasi

Pada proses ini arang akan mengalami proses pembentukan pori-pori ( developed porous structure ), arang akan ditreatmen dengan oksidasi gas: Steam, CO2, dan O2 pada suhu elevasi. Didalam proses aktivasi arang mengalami reaksi dengan zat pengoksidasi dan hasil reaksi CO menghamburkan pembentukan luas permukaan arang. Akibat gasifikasi dari partikei arang, granul atau butiran membentuk pori-pori dalam pada arang, maka inilah yang disebut arang aktif ( Activated Carbon ) . 

Kontrol Kualitas Karbon Aktif

Kontrol kualitas ( quality controle ) dilakukan terhadap bahan baku dan terhadap hasil prduk supaya memenuhi persyaratan standar minimum Standard Industri Indonesia (SII) No.0258-79 untuk pasar eksport standard minimum mengacu pada American Society for Tasting Materials (ASTM),American Water Work Association (AWWA), Deutsches Institut fur Normung e.V (DIN), dan International Organization for Standardization (ISO).Yang rutin dilakukan pada kontrol kualitas setiap hari adalah : uji randemen arang, uji zat volatil arang, uji kadar air, uji kadar abu, dan uji angka iodin. 

Pengemasan

Sebelum pengemasan arang aktif diklasifikasi dulu kemudian dikemas sesuai dengan jenisnya menggunakan pengemas yang kedap udara supaya terjaga keaktivannya.

Politeknik ATIM Makassar Jurusan Teknik Kimia Mineal Makalah Karbon Aktif Sintetis

17

Cheremisinoff dan AC. Moressi, mengemukakan bahwa proses pembuatan arang aktif terdiri dari tiga tahap yaitu: 

Dehidrasi: proses penghilangan air. Bahan baku dipanaskan sampai temperatur 170 °C.



Karbonisasi: pemecahan bahan-bahan organik menjadi karbon. Temperatur diatas 170 °c akan menghasilkan CO, CO2 dan asam asetat. Pada temperatur 275 °C, dekomposisi menghasilkan tar, metanol dan hasil sampingan lainnya. Pembentukan karbon terjadi pada temperatur 400 – 600 0C.



Aktifasi: dekomposisi tar dan perluasan pori-pori. Dapat dilakukan dengan uap atau CO2 sebagai aktifator.

Pohan, H.G dan Gasik Darma menyatakan, bahwa meskipun dengan semakin bertambahnya temperatur destilasi, daya serap arang aktif semakin baik, masih diperlukan pembatasan temperatur yaitu tidak melebihi 1000 0C, karena banyak terbentuk abu sehingga menutupi pori-pori yang berfungsi untuk mengadsorpsi. Sebagai akibatnya daya serap arang aktif akan menurun. H. NORIT Norit adalah merek obat yang biasa difungsikan sebagai obat diare. Norit terbuat dari bahan karbon aktif atau arang aktif (dikenal juga dengan charcoal) yang mampu menyerap zat berbahaya dan zat asing lainnya yang ada dalam saluran pencernaan. Norit merupakan obat yang sering digunakan untuk mengobati diare, selain oralit. Diare menyebabkan seseorang buang air lebih banyak dari biasanya, tekstur feses jadi lebih cair, disertai gejala sakit perut, tubuh lemah, perut kram dan kembung bahkan mual dan muntah. Norit ini terbuat dari karbo aktif atau carbo activus yang bersumber dari tumbuhtumbuhan yang diaktifkan secara kimia sehingga menghasilkan arang aktif. Bahan ini memiliki kekuatan absorpsi (penyerapan) yang kuat sehingga bisa menyerap berbagai zat dengan mudah. Obat ini tidak bekerja dengan membunuh, menghalangi, atau menetralisasi bakteri atau penyebab diare lainnya. Melainkan menyerap zat berbahaya atau zat asing yang ada di saluran pencernaan. Setelah diserap, karbon aktif akan membantu membuang zat asing yang dianggap sebagai racun penyebab diare dari dalam tubuh bersama limbah, yaitu feses. Dengan begitu, semua zat yang menyebabkan diare akan terbuang dari tubuh bersama feses. Politeknik ATIM Makassar Jurusan Teknik Kimia Mineal Makalah Karbon Aktif Sintetis

18

Dengan begitu, gejala diare akan semakin ringan dan sembuh secara perlahan. Selain mengobati diare, obat ini juga bisa digunakan untuk menghilangkan kelebihan gas di lambung atau masalah pencernaan lainnya. Obat antidiare ini bekerja tanpa mengganggu fungsi tubuh normal dan terhitung aman karena tidak akan diserap oleh tubuh melalui darah. Selain mengobati diare, karbon aktif juga bisa digunakan untuk mengatasi keracunan. Namun, pada beberapa kasus penggunaan obat ini tidak efektif pada keracunan akut yang disebabkan oleh sianida, lithium atau overdosis karena alkohol dan suplemen zat besi.

Politeknik ATIM Makassar Jurusan Teknik Kimia Mineal Makalah Karbon Aktif Sintetis

19

BAB VI PENUTUP A. Kesimpulan  Arang merupakan produk setengah jadi dalam pembuatan arang aktif dan kualitas arang aktif yang dihasilkan di antaranya dipengaruhi oleh kesempurnaan proses pengarangan. Pengarangan merupakan salah satu dari proses termokimia yang dapat mengkonversi biomassa menjadi arang (Worasuwannark et al. 2004).  Arang aktif merupakan senyawa karbon amorf, yang dapat dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon atau dari arang yang diperlakukan dengan cara khusus untuk mendapatkan permukaan yang lebih luas.  Sifat arang aktif yang paling penting adalah daya serap. Dalam hal ini, ada beberapa faktor yang mempengaruhi daya serap adsorpsi, yaitu : Sifat Adsorben, Sifat Serapan, Temperatur, PH (Derajat Keasaman) dan Waktu Singgung.  Hampir 60% produksi arang aktif di dunia ini dimanfaatkan oleh industri-industri gula dan pembersihan minyak dan lemak, kimia dan farmasi.  Bahan baku yang berasal dari hewan, tumbuh-tumbuhan, limbah ataupun mineral yang mengandung karbon dapat dibuat menjadi arang aktif.  Proses yang pertama kali dilakukan dalam memproduksi arang aktif adalah proses karbonisasi, dilakukan pada suhu antara 300 – 900 derajat Celcius, proses selanjutnya adalah crushing , pengayakan / seive fractination, Granulasi untuk mendapatkan produk jenis butiran dan atau ekstrusi untuk mendapatkan produk jenis pelet, sedangkan produk jenis powder didapat langsung dari pengayakan.  Pengujian kualitas arang dan arang aktif meliputi pengujian sifat fisika, pengujian sifat kimia dan daya serap arang aktif.  Norit terbuat dari bahan karbon aktif atau arang aktif (dikenal juga dengan charcoal) yang mampu menyerap zat berbahaya dan zat asing lainnya yang ada dalam saluran pencernaan.

DAFTAR PUSTAKA Politeknik ATIM Makassar Jurusan Teknik Kimia Mineal Makalah Karbon Aktif Sintetis

20



Austin George T, Shreve’s Chemical Process Industries, 5th Edition, Mc Graw Hill Book Company, inc, New York, 1984



Anonim, Karbon Aktif . Diperoleh pada tanggal 20 Oktober 2014 dari http://www.wikipedia.org



Anonim, Manfaat Activited Carbon. Diperoleh pada tanggal 20 Oktober 2014 dari http://www.trekadvertising.com



Harun Yahya, karbon aktif. Diperoleh pada tanggal 20 Oktober 2014 dari http://www.harunyahya.com



Yustinah dan Hartini. 2011. “Adsorpsi Minyak Goreng Bekas Menggunakan Arang Aktif dari Sabut Kelapa”. Prosiding Seminar Nasional Teknik Kimia. ISSN 16934393. Yogyakarta



Akhmad, Abu. 2012. Pengaruh Temperatur Karbonisasi dan Konsentrasi Zink Klorida (ZnCl2) Terhadap Luas Permukaan Karbon Aktif Eceng Gondok. Teknik Material dan Metalurgi. ITS



Alfathoni, Girun. 2002. Rahasia untuk Mendapatkan Mutu Produk Karbon Aktif dengan Serapan Iodin Diatas 1000 Mg/g. Gresik



Budiono, Ari, dkk. 2009. Pengaruh Aktivasi Tempurung Kelapa dengan Asam Sulfat dan Asam Fosfat untuk Adsorpsi Fenol. Jurusan Kimia. Universitas Diponegoro



Dvorak, Bruce I. dan Skipton, Sharon O. 2008. Drinking Water Treatment : Activated Carbon Filtration. G1489. University of Nebrasaka-Lincon Extension. Institute of Agricultural and Natural Resources



Adli, Hadyan. 2012. Pengolahan Limbah Cair Laboratorium Dengan Metode Presipitasi dan Adsorpsi Untuk Penurunan Kadar Logam Berat. Program Studi Kimia. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam. Universitas Indonesia.



Agusta, Diana. 2012. Uji Adsorpsi Gas CO pada Asap Kebakaran dengan Menggunakan Karbon Aktif dari Arang Tempurung Kelapa yang Terimpregnasi TiO2. Fakultas Teknik. Program Studi Teknik Kimia. Universitas Indonesia

Politeknik ATIM Makassar Jurusan Teknik Kimia Mineal Makalah Karbon Aktif Sintetis

21