I. PENDAHULUAN

I.1. Latar Belakang

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, dan lain-lain. Akhir-akhir ini arang

aktif dibuat dari bahan baku polimer seperti poliakrilonitril, rayon dan resol fenol

Arang aktif adalah arang yang konfigurasi atom karbonnya dibebaskan dari

ikatan dengan unsur lain, serta pori dibersihkan dari senyawa lain sehingga

permukaan dan pusat aktif menjadi luas akibatnya daya adsorbs terhadap cairan atau

gas akan meningkat. Sesuai penggunaannya, arang aktif digolongkan ke dalam

produk kimia dan bukan bahan energi seperti arang atau briket arang. Teknologi olah

lanjut arang menjadi arang aktif akan memberikan nilai tambah yang besar ditinjau

dari penggunaan dan nilai ekonomisnya.

Produk samping dari pengolahan kelapa sawit adalah cangkang sawit yang

asalnya dari tempurung kelapa sawit. Cangkang sawit merupakan bagian paling keras

pada komponen yang terdapat pada kelapa sawit. Saat ini pemanfaatan cangkang

sawit di berbagai industri pengolahan minyak CPO belum begitu maksimal. Ditinjau

dari karakteristik bahan baku, jika dibandingkan dengan tempurung kelapa biasa,

tempurung kelapa sawit memiliki banyak kemiripan. Perbedaan yang mencolok yaitu

pada kadar abu (ash content) yang biasanya mempengaruhi kualitas produk yang

dihasilkan oleh tempurung kelapa dan cangkang kelapa sawit. Cangkang sawit dapat

diolah menjadi beberapa produk yang bernilai ekonomis tinggi, yaitu karbon aktif,

fenol, asap cair, tepung tempurung dan briket arang.

1

I.2. Rumusan Masalah

Pemanfaatan arang tempurung kelapa sawit sampai saat ini belum maksimal

karena harga jualnya yang rendah dan kurangnya pengolahan. Oleh karena itu, akan

diusahakan untuk meningkatkan pemanfaatan arang tempurung kelapa sawit dengan

cara mengubah arang menjadi karbon aktif.

I.3. Manfaat dan Tujuan

Manfaat dan tujuan dari pembuatan makalah ini yaitu:

1. Diharapkan dapat memberi wawasan keilmuan tentang karbon aktif dari

tempurung kelapa sawit

2. Dapat membantu masyarakat dalam pengolahan lebih lanjut dari tempurung

kelapa sawit

3. Mengetahui cara pembuatan arang aktif dari tempurung kelapa sawit

4. Mengetahui karakteristik arang aktif yang di buat dari tempurung kelapa

sawit.

2

II. BAHAN DAN METODE

2.1 Bahan

Bahan yang digunakan pada penelitian ini adalah tempurung kelapa sawit dari

limbah pabrik pengolahan minyak sawit dan serbuk gergaji campuran kayu. Bahan

kimia yang digunakan adalah asam fosfat (H3PO4) sebagai bahan pengaktif, benzena

dan yodium untuk penetapan besarnya daya serap terhadap gas dan larutan.

Tanaman kelapa sawit (Elaeis Quineesis Jacq) termasuk jenis palma yang

menghasilkan minyak, baik dari daging buah (mesocarp) maupun dari inti (kernel),

dan hasil ikutan seperti tempurung biji sawit, serat dan biogas. Tempurung biji sawit,

selain digunakan sebagai bahan bakar atau arang juga digunakan senagai pengeras

jalan. Arang tempurung inti sawit tersebut jika diperlakukan dengan bahan-bahan

kimia atau dipanaskan lebih lanjut, dapat dijadikan sebagai arang aktif Kelapa sawit

diklasifikasikan atas 3 (tiga) tipe yaitu:

a. Elaeis quineesis varitas Dura : Daging buahnya, mempunyai inti yang

besar dan ketebalan tempurungnya berkisar antara 2-8 mm.

b. Elaeis quineensis varitas Pisifera : Buah jenis ini, tidak mempunyai

tempurung dan intinya sangat kecil, sedangkan daging buahnya tebal.

c. Elaeis quineensis varitas Tenera : Daging buahnya tebal, disekeliling

tempurung terdapat Berst (fiber ring). Ketebalan tempurung berkisar

antara 0,5 -4 mm.

2.2. Metode

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.

3

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 800-900°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.

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

4

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 menggunakan ter sebagai pengikat. Selanjutnya, dihancurkan

kembali dan dikarboniasi pada 500-700 °C dan diaktifasi dengan nap pada temperatur

850-950 DC. Prose 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.

5

III. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1. Pengujian Mutu Arang Aktif

Pengujian mutu arang aktif dimaksudkan untuk mengetahui kemampuan

arang aktif agar dapat berfungsi sebagaimana mestinya. Pengujian mutu arang aktif

meliputi :

a. Penentuan bagian yang hilang pada pemanasan 950oC.

b. Penentuan kadar air.

c. Penentuan kadar abu.

d. Daya serap terhadap larutan I2.

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

3.2. Kegunaan Arang Akti 

Saat ini, arang aktif telah digunakan secara luas dalam industri kimia,

makanan/minuman dan farmasi serta pertanian. Pada umumnya arang aktif digunakan

sebagai bahan penyerap, dan penjernih. Dalam jumlah kecil digunakan juga sebagai

katalisator (lihat tabel ). 

Maksud/Tujuan Pemakaian

6

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

7

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

3.3. Manfaat Arang Aktif Bagi Pertanian

1. Arang Aktif Sebagai Pengendali Residu Pestisida

Pestisida menjadi bagian yang tidak terpisahkan dari sistem pertanian di

Indonesia. Pestisida telah digunakan sejak tahun 1965. Pada saat itu, jenis pestisida

yang banyak digunakan adalah organoklorin, seperti DDT (dichloro diphenyl

trichloroethane) dan lindan. Pada tahun 1970-an, pestisida berbahan aktif

organoklorin dilarang digunakan karena tingkat toksisitas dan persistensinya sangat

tinggi, dapat bertahan hingga puluhan tahun dalam tanah. Pestisida jenis organoklorin

kemudian digantikan oleh pestisida berbahan aktif organofosfat dan karbamat.

Kurang lebih 60% pestisida yang diaplikasikan pada tanaman akan jatuh ke

tanah sebagai residu. Pestisida yang jatuh ke tanah menjadi permasalahan besar bagi

lingkungan karena dapat terbawa aliran air dan masuk ke sungai sehingga

membahayakan biota air, hewan, dan manusia. Agar residu pestisida di dalam tanah

tidak terbawa aliran air, residu tersebut perlu diikat atau diserap oleh bahan

penyerap/pengikat. Arang aktif mampu menyerap dan mengikat residu pestisida.

Arang aktif yang potensial sebagai pengikat bahan pencemar adalah yang

berasal dari tempurung kelapa, bonggol jagung, sekam padi, dan tandan kosong

kelapa sawit (TKKS). Tabel dibawah menyajikan karakteristik arang aktif tempurung

8

kelapa dan sekam padi. Berdasarkan hasil penelitian, arang aktif tersebut memiliki

daya serap yang tinggi terhadap bahan pencemar, berkisar antara 400 dan 1.000 mg/g

I2. Selain itu, rongga arang aktif berbentuk zig-zag sehingga sangat disukai oleh

mikroba pengurai (pendegradasi) sebagai tempat tinggalnya.

 

Oleh karena itu, adanya arang aktif di dalam tanah akan meningkatkan populasi

mikroba pengurai. Bila bahan pencemar atau residu pestisida masuk atau terikat

dalam rongga arang aktif, bahan pencemar tersebut akan diurai oleh mikroba. Hasil

penelitian menunjukkan, aplikasi arang aktif pada tanah dapat menurunkan residu

pestisida organoklorin, organofosfat, dan karbamat hingga 70%. Apabila residu

pestisida dalam tanah dapat ditekan, konsentrasi residu pada produk pertanian pun

dapat diminimalkan.

9

2. Arang Aktif Meningkatkan Kualitas Lingkungan

Penggunaan bahan agrokimia (pupuk kimiawi, pestisida) secara berlebihan

atau pengelolaan limbah industri tanpa instalasi pengolahan limbah (IPAL) berpotensi

tinggi mencemari lingkungan dan membahayakan kesehatan manusia.

Pemanfaatan limbah pertanian adalah salah satunya. Limbah pertanian yang

tidak termanfaatkan dapat mencemari lingkungan dan mengganggu estetika. Limbah

pertanian dapat diubah menjadi arang dan arang aktif yang kemudian dapat

dimanfaatkan sebagai pengendali cemaran bahan agrokimia (pestisida dan pupuk) dan

logam berat di lahan pertanian melalui ameliorasi. Namun, pemanfaatan arang aktif

dari limbah pertanian untuk kegiatan pertanian ramah lingkungan dalam skala luas

belum diterapkan dan dikenal di tingkat petani.

3.4. Karakteristik

Arang aktif adalah suatu bahan hasil proses pirolisis arang pada suhu 6000-

9000C. Selama ini bahan arang aktif yang digunakan berasal dari limbah limbah kayu

dan bambu. Bahan lainnya yang dapat digunakan adalah dari limbah pertanian antara

lain sekam padi, jerami padi, tongkol jagung, batang jagung, serabut kelapa,

tempurung kelapa, tandan kosong dan cangkang kelapa sawit, dan sebagainya. Pada

tahap awal limbah pertanian dibuat arang melalui proses karbonisasi 5000C dan tahap

selanjutnya dilakukan aktivasi pada suhu 8000C-9000C. Perbedaan mendasar arang

dengan arang aktif adalah bentuk pori-porinya. Pori-pori arang aktif lebih besar dan

bercabang serta berbentuk zig-zag. Arang aktif bersifat multifungsi, selain media

meningkatkan kualitas lingkungan juga pori-porinya sebagai tempat tinggal ideal bagi

mikroba termasuk mikroba pendegradasi sumber pencemar seperti residu pestisida

dan logam berat tertentu.

10

IV. KESIMPULAN DAN SARAN

IV.1. Kesimpulan

1. Pada umumnya arang aktif digunakan sebagai bahan penyerap, dan

penjernih. Dalam jumlah kecil digunakan juga sebagai katalisator

2. Arang aktif yang potensial sebagai pengikat bahan pencemar adalah yang

berasal dari tempurung kelapa, bonggol jagung, sekam padi, dan tandan

kosong kelapa sawit (TKKS)

3. Limbah pertanian dapat diubah menjadi arang dan arang aktif yang

kemudian dapat dimanfaatkan sebagai pengendali cemaran bahan

agrokimia (pestisida dan pupuk) dan logam berat di lahan pertanian

melalui ameliorasi.

IV.2. Saran

Masih perlu adanya penelitian lebih lanjut sehingga memudahkan dalam

pemanfaatannya dan pengaplikasian dalam kehidupan sehingga dapan

mengurangi limbah dari kelapa sawit.

11