Karbon aktif, atau sering juga disebut sebagai arang aktif, adalah suatu jenis karbon yang memiliki luas permukaan yang sangat besar. Hal ini bisa dicapai dengan mengaktifkan karbon atau arang tersebut. Hanya dengan satu gram dari karbon aktif, akan didapatkan suatu material yang memiliki luas permukaan kira-kira sebesar 500 m2 (didapat dari pengukuran adsorpsi gas nitrogen). Biasanya pengaktifan hanya bertujuan untuk memperbesar luas permukaannya saja, namun beberapa usaha juga berkaitan dengan meningkatkan kemampuan adsorpsi karbon aktif itu sendiri.
Arang Aktif merupakan arang yang diproses sedemikian rupa sehingga mempunyai daya serap/adsorpsi yang tinggi terhadap bahan yang berbentuk larutan atau uap. Bahan baku yang paling banyak beredar dipasaran adalah dari batok kelapa.
Fungsi dari
arang aktif adalah sebagai bahan penyerap, dan penjernih, juga bisa sebagai katalisator. Industri kimia, Farmasi, makanan dan minuman adalah pengguna terbesar untuk produk ini.
Untuk membuat
arang aktif, setidaknya minimal dilakukan dengan 2 cara. antara lain
- Karbonisasi atau pembuatan arang dari batok kelapa tua
- Aktivasi arang batok
Untuk membuat arang dari batok kelapa perlu memenuhi syarat antara lain; tempurung dari kelapa tua, kayunya keras, dan berkadar air rendah. Syarat ini akan memudahkan proses pengarangan, pematangannya akan berlangsung baik dan merata.
Dan untuk aktivasi arang aktif, prinsip dasarnya adalah distilasi kering atau pirolisis yaitu pembakaran tanpa menggunakan udara atau oksigen dengan suhu tinggi.
1. Karbonisasi atau pembuatan arang
Untuk membuat arang ada beberapa cara, yang pertama cukup dimasukkan ke dalam drum minyak, kemudian tempurung dibakar saat awal saja, kemudian setelah menyala ditutup. Harap ingat, drum harus dikasih lubang udara sedikit.
untuk melihat apakah arang sudah jadi atau belum, bisa dilihat dari indikasi asap yang keluar. Cirinya adalah sebagai berikut:
Jika asap tebal dan putih, berarti batok sedang mengering, jika asap tebal dan kuning, berarti sedang terjadi pengkarbonan, Pada fase ini sebaiknya tungku ditutup dengan maksud agar oksigen pada ruang pengarangan serendah-rendahnya sehingga diperoleh hasil arang yang baik. Untuk pengaturan udara di dalam tungku bisa diatur dengan membuka tutup lubang udara.
Kemudian jika asap semakin menipis dan berwarna biru, berarti pengarangan hampir selesai, tunggu sampai arang menjadi dingin. Setelah dingin arang bisa di bongkar.
- Arang dimasukkan ke dalam tangki aktivasi (pirolisis) dan ditutup rapat
- pastikan sambungan pipa pendingin, dan termocouple untuk pengamatan temperatur berfungsi sebagaimana mestinya
- alirkan air pendingin ke dalam pipa pendingin, kemudian kompor tungku pirolisis mulai dinyalakan. Kompor bisa menggunakan bahan bakar minyak tanah atau solar, pengaturan api bisa diatur menggunakan kompresor.
- Lakukan pengamatan terhadap kerja dari tungku aktivasi dengan mengamati kenaikan temperatur. Temperatur selama proses sekitar 600°C apabila temperatur telah mencapai 600°C dan terlihat pada ujung pendingin tidak adanya tar (cairan berwarna coklat) yang keluar, ditandai dengan adanya gelembung air, maka pembakaran dipertahankan selama 3 jam. Setelah waktu tersebut proses telah selesai.
- Kemudian api dimatikan, dan tungku aktivasi dibiarkan sampai dingin, setelah itu bisa dibuka dan dikeluarkan untuk dilakukan penggilingan sesuai mesh yang diinginkan. Arang aktif siap dikemas dan di Jual. Pembuatan Arang aktif
Pemanfaatan buah kelapa umumnya hanya daging buahnya saja untuk dijadikan kopra, minyak dan santan untuk keperluan rumah tangga, sedangkan hasil sampingan lainnya seperti tempurung kelapa belum begitu banyak dimanfaatkan. Penggunaan tempurung kelapa, sebagian kecil sebagai bahan bakar untuk keperluan rumah tangga, pengasapan kopra, dan lain-lain.
Salah satu produk yang bemilai ekonomi yang dibuat dan tempurung kelapa adalah arang aktif. Pembuatan arang aktif belum banyak yang melakukannya, padahal potensi bahan baku, dan penggunaan dan arang aktif ini serta potensi pasar cukup besar.
Arang aktif adalah arang yang diproses sedemikian rupa sehingga mempunyai daya serap/adsorpsi yang tinggi terhadap bahan yang berbentuk larutan atau uap.
Arang aktif dapat dibuat dan bahan yang mengandung karbon baik organik atau anorganik, tetapi yang biasa beredar di pasaran berasal dan tempurung kelapa, kayu, dan batubara.
KEGUNAAN ARANG AKTIF
Saat ini, arang aktif telah digunakan secara luas dalam industri kimia, makanan/minuman dan farmasi. Pada umumnya arang aktif digunakan sebagai bahan penyerap, dan penjernih. Dalam jumlah kecil digunakan juga sebagai katalisator (lihat tabel 1).
Maksud/Tujuan
|
Pemakaian
|
| I. UNTUK GAS |
|
| 1. Pemurnian gas | Desulfurisasi, menghilangkan gas beracun, bau busuk, asap, menyerap racun |
| 2. Pengolahan LNG | Desulfurisasi dan penyaringan berbagai bahan mentah dan reaksi gas |
| 3. Katalisator | Reaksi katalisator atau pengangkut vinil kiorida, dan vinil acetat |
| 4. Lain-lain | Menghilangkan bau dalam kamar pendingin dan mobil |
II. UNTUK ZAT CAIR |
|
| 1. Industri obat dan makanan | Menyaring dan menghilangkan warna, bau, rasa yang tidak enak pada makanan |
| 2. Minuman ringan, minuman keras | Menghilangkan warna, bau pada arak/ minuman keras dan minuman ringan |
| 3. Kimia perminyakan | Penyulingan bahan mentah, zat perantara |
| 4. Pembersih air | Menyaring/menghilangkan bau, warna, zat pencemar dalam air, sebagai pelindung dan penukaran resin dalam alat/penyulingan air |
| 5. Pembersih air buangan | Mengatur dan membersihkan air buangan dan pencemar, warna, bau, logam berat. |
| 6. Penambakan udang dan benur | Pemurnian, menghilangkan ban, dan warna |
| 7. Pelarut yang digunakan kembali | Penarikan kembali berbagai pelarut, sisa metanol, etil acetat dan lain-lain |
III. LAIN-LAIN |
|
| 1. Pengolahan pulp | Pemumian, menghilangkan bau |
| 2. Pengolahan pupuk | Pemurnian |
| 3. Pengolahan emas | Pemurnian |
| 4. Penyaringan minyak makan dan glukosa | Menghilangkan bau, warna, dan rasa tidak enak |
|
SYARAT MUTU ARANG AKTIF
Menurut Standard Industri Indonesia (SlI No. 0258-79) persyaratan arang aktif adalah sebagai berikut :
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 |
PROSES PEMBUATAN
Pembuatan arang aktif dari tempurung kelapa terdiri dari 2 tahapan, yaitu :
I. Proses pembuatan arang dari tempurung kelapa
II. Proses pembuatan arang aktif dari arang
Rendemen arang aktif dari tempurung kelapa sekitar 25% dan tar 6%
1. Pembuatan arang dari tempurung kelapa Bahan baku:
Kebutuhan tempurung kelapa 1 ton/hari. Tempurung kelapa harus yang sudah tua, kayunya keras, kadar air rendah, sehingga dalam proses pengarangan, pematangannya akan berlangsung baik dan merata. Jika kadar air tinggi berarti kelapa belum cukup tua, proses pengarangan akan berlangsung lebih lama.
2. Proses pembuatan arang aktif dari arang Proses pembuatan arang aktif dilakukan dengan cara "Destilasi kering" yaitu pembakaran tanpa adanya oksigen pada temperatur tinggi. Untuk kegiatan ini dibutuhkan prototype tungku aktivasi (alat destilasi) yang merupakan kisi-kisi tempat arang yang diaktifkan dengan kapasitas 250 kg arang. Proses aktivasi dilakukan hanya dengan mengontrol temperatur selama waktu tertentu.
Bahan : arang batok
Alat :
Nama alat
|
Jumlah
|
Kapasitas
|
| · Tungku aktivasi *) |
2 set
|
250 kg
|
| · Gilingan |
1 buah
|
-
|
| · Ayakan 10 mesh |
1 buah
|
-
|
| · Pompa air |
1 buah
|
-
|
| · Menara air |
1 buah
|
5 m3
|
| · Kunci |
2 set
|
-
|
| · Thermocouple |
2 buah
|
-
|
*) Tungku aktivasi (alat destilasi) lengkap dengan alat pendingin dan penampung destilat
Cara Kerja
- Arang dimasukkan ke dalam tungku (aktivasi), kemudian ditutup rapat sampai tidak terdapat kebocoran.
- Hubungan pipa pengeluaran hasil suling dari tungku aktivasi dengan pendingin yang ujungnya dicelupkan kedalam air. Tujuannya adalah agar oksigen tidak masuk kedalam tungku aktivasi sewaktu dilakukan pendinginan dan sekaligus menampung hasil sulingnya (destilat).
- Pasang thermocouple untuk mengamati temperatur selama proses aktivasi berlangsung.
- Air pendingin dialirkan, kemudian dilakukan pembakaran dengan menggunakan minyak tanah yang disemprotkan. Mula-mula dengan api kecil, kemudian api dibesarkan dengan jalan menambah bahan bakar dan menaikkan tekanan kompresor.
- Lakukan pengamatan terhadap kerja dari tungku aktivasi dengan mengamati kenaikan temperatur. Temperatur selama proses sekitar 600°C apabila temperatur telah mencapai 600°C dan juga terlihat pada ujung pendingin tidak adanya tar (cairan berwarna coklat) yang keluar, ditandai dengan adanya gelembung air, maka pembakaran dipertahankan selama 3 jam. Setelah waktu tersebut proses telah selesai.
- Api dimatikan dan tungku aktivasi (alat destilasi) dibiarkan masih tertutup dan sampai dingin. Setelah dingin tungku dibuka dan arang yang telah diaktifkan dikeluarkan. Lakukan penggilingan untuk mendapatkan partikel yang lebih halus, kemudian diayak dan dikemas.
Alat :
Nama alat
|
Jumlah
|
Kapasitas
|
| - Drum minyak tanah 0,75 m |
20 buah*)
|
-
|
| - Sekop |
4 buah
|
-
|
| - Timbangan |
1 buah
|
500 kg
|
| - Roda dorong |
1 buah
|
-
|
| - Minyak tanah (bahan bakar) |
10 buah
|
-
|
| - Tabung/silinder minyak tanah |
3 buah
|
-
|
*)10 tungku bekerja bergantian
Cara pembuatan/persiapan peralatan
- Tungku pengarangan dibuat dari drum minyak tanah. Bagian drum yang tidak berlobang dipotong sekelilingnya dan dipisahkan. Tutup yang ada lubangnya ditambah dua lubang lagi dengan ukuran 2 x 2,5 inci.
- Waktu pengarangan, drum diletakkan diatas dua buah pipa dengan bagian yang ada lubangnya berada dibawah. Sebelum pengarangan, pada lantai drum diberi bahan bakar seperti daun kering, jerami, sabut kelapa secara merata atau menggunakan minyak tanah sebagai bahan bakarnya, dengan pertolongan alat brander.
- Tempurung kelapa disusun tegak atau vertical didalam drum. Api dinyalakan, lubang-lubang udara dibiarkan terbuka.
Selama karbonisasi (pengarang) perlu diperhatikan asap yang terbentuk :
- Jika asap tebal dan putih, berarti tempurung sedang mongering.
- Jika asap tebal dan kuning, berarti pengkarbonan sedang berlangsung. Pada fase ini sebaiknya tungku ditutup dengan maksud agar oksigen pada ruang pengarangan serendah-rendahnya sehingga diperoleh hasil arang yang baik. Untuk pengaturan udara di dalam tungku bias diatur dengan melepaskan atau memasang pipa dibawah drum.
- Jika asap semakin menipis dan berwarna biru, berarti pengarangan hampir selesai. Kemudian drum dibalik dan proses pembakaran selesai.
- Tunggu samapi arang menjadi dingin. Setelah dingin arang bisa di bongkar.
Pustaka
- Ladang, Putra
Arang batok
Trubus, 12(138) 1981:226-227
- Kaeke, Hilda F,G.; Lumingkewas, Meiske S.Y.
Pembuatan arang aktif dari tempurung kelapa dengan cara pemanasan pada suhu tinggi
Majalah Ilmiah BIMN, (5) 1992/1993: 1-5
- Pohan, Hitles guring
Pemanfaatan tempurung kelapa untuk arang aktif sebagai hasil samping pengolahan kopra
Seminar Penelitian Pascapanen Pertanian, Prosiding, Bogor, 1-2 Feb. 1998
- Profil industri kecil "Arang Aktip"
Jakarta: Direktorat Jenderal Industri Kecil, Departemen Perindustrian, 1984.
- Sudrajat, R
Pengaruh beberapa faktor pengolahan terhadap sifat arang aktif
Jurnal Penelitian Hasil Hutan, 2 (2) 1985.
Print this page
