Arang Aktif Tempurung Kelapa

Arang Aktif Tempurung Kelapa

Pendahuluan

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. (Anonymous, 2010^a).

Sedangkan bobot tempurung mencapai 12 % dari bobot buah kelapa. Dengan demikian, apabila secara rata-rata produksi buah kelapa per tahun adalah sebesar 200.686,7 ton, maka berarti terdapat sekitar 24.082,404 ton tempurung yang dihasilkan. Potensi produksi tempurung yang sedemikian besar tersebut belum dimanfaatkan sepenuhnya untuk kegiatan produktif yang dapat meningkatkan nilai tambah, sekaligus meningkatkan kesejahteraan petani kelapa (Anonymous, 2010^b).

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 dapat dibuat dan bahan yang mengandung karbon baik organik atau anorganik, tetapi yang biasa beredar di pasaran berasal dan tempurung kelapa, kayu, dan batubara. Rendemen arang aktif dari tempurung kelapa sekitar 25% dan tar 6% (Anonymous, 2010^a).

Arang aktif

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 (Alfathoni, 2002).

Arang aktif adalah bentuk arang yang telah diaktifakan dengan menggunakan gas CO2, uap air, atau bahan-bahan kimia. Arang aktif dari tempurung kelapa mempunyai keunggulan dari bahan lain seperi sekam padi, tongkol jagung yaitu kemampuanya dalam menyerap warna maupun aroma (Anoymous, 2002).

Fungsi 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) (Anonymous, 2010^a).

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 5. Mengambil Gas Polutan (pollutant remover): Menghilangkan bau dalam kamar pendingin dan mobil Menghilangkan gas beracun, bau busuk, asap, uap air raksa, uap benzen dan lain-lain 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, zat beracun, logam berat. 6. Penambakan udang dan benur Pemurnian, menghilangkan ban, dan warna 7. Pelarut yang digunakan kembali 8. Industri Gula dan Glukosa:. 9. Industri minyak goreng Penarikan kembali berbagai pelarut, sisa metanol, etil acetat dan lain-lain 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 Karbon aktif dicampur dengan bleaching earth sangat efektif dan ekonomis untuk menghilangkan peroksida,zat warna, rasa, dan bau yang tidak enak akibat proses sponifikasi. 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

Standar mutu arang aktif

Menurut Standard Industri Indonesia (SII No. 0258-79) persyaratan arang aktif adalah sebagai berikut (Anonymous, 2010^a):

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

Prospek Arang Aktif

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 ( bitumen ) dan lain lain (Anonymous, 2010^b).

Tanaman kelapa yang saat ini sedang lesu, dengan membaiknya harga tempurung kelapa karena terserap sebagai bahan baku arang aktif akan dapat mendorong petani untuk budidaya tanaman kelapa. Mendorong investor untuk budidaya hutan tanaman industri,untuk merealisasikan budidaya ini harus melibatkan petani-petani. Keikut sertaan petani-petani diharapkan akan dapat membantu pendapatan dan kesejahteraan mereka sehingga kemandirian dan daya beli sebagian besar rakyat Indonesia cukup tangguh,tanpa menggantungkan diri pada subsidi dari pemerintah, negarapun akan menjadi semakin kokoh karena tak terbebani oleh subsidi. Tingginya nilai tambah sehingga akan memberikan profit yang tinggi dan menambah devisa nasional (Anonymous, 2010^b).

Permintaan arang briket di Sulawesi Tengah dari salah satu perusahaan eksportir adalah sebesar 1.800 ton per tahun. Peluang permintaan sebenarnya lebih besar apabila arang briket tersebut dipasarkan ke berbagai industri arang aktif di Jakarta, Surabaya dan beberapa daerah lainnya. Disamping permintaan di dalam negeri, arang juga dapat memenuhi permintaan luar negeri (ekspor) (Anonymous, 2010^b).

Pada tahun 2003 ekspor arang briket sebesar 26.360,6 ton dengan nilai US$ 4.699.147, sementara pada tahun 2004 sampai dengan bulan Maret 2004 mencapai 3.742,232 ton senilai US$ 716.270. Hal ini memperlihatkan bahwa arang briket masih memiliki prospek ekspor yang bagus. Fenomena ini menggambarkan bahwa pasar arang briket baik di dalam negeri maupun di luar negeri masih terbuka lebar. Negara-negara tujuan ekspor utama arang briket adalah Jepang, Korea Selatan, Taiwan, Malaysia, Norwegia, Inggris, Perancis, Jerman, RRC, Uni Emirat Arab dan Srilangka (Anonymous, 2010^b).

Pemilihan Bahan Baku

Untuk mendapatkan rendemen yang tinggi dan kulitas arang yang baik dalam pemilihan bahan baku beberapa hal harus diperhatika (Anonymous, 2010^c)

• Bentuk dan ukuran, dan kualitas tempurung kelapa harus diperhatikan ketika membuat karbon aktif. Tempurung kelapa yang akan dijadikan bahan pembuat karbon aktif, sebaiknya bebentuk setengah atau seperempat ukuran tempurung. Jika ukurannya terlalu hancur, maka tempurung itu kurang baik dijadikan bahan pembuat karbon aktif.
• Dari segi kualitas, tempurung kelapa yang memenuhi syarat dijadikan bahan karbon aktif adalah kelapa yang benar-benar tua hingga warnanya hitam mengkilap dan keras.
• Tempurung yang dijadikan bahan pembuat karbon aktif umumnya dari kelapa yang dijadikan kopra. Batok kelapa yang dihasilkan merupakan belahan dua dari satu buah kelapa utuh. Untuk membuat karbon aktif yang benar-benar berkualitas, tempurung harus bersih dan terpisah dari sabutnya.
• Tempurung kelapa yang digunakan dipilih yang sudah tua, kayunya keras, berkadar air rendah

Cara pembuatan Arang aktif
Pembuatan arang aktif dari tempurung kelapa terdiri dari 2 tahapan, yaitu :
I. Pembuatan arang dari tempurung kelapa

Tahap pembuatan arang dari tempurung kelapa meliputi pembersihan tempurung kelapa dari bahan-bahan lain seperti sabut atau tanah, pengeringan di bawah sinar matahari dan pembakaran tempurung pada suhu 300-500ºC selama 3-5 jam (Anonymous, 2002).
Cara pembuatan(Anonymous, 2010^a):

1. 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.

2. 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.

3. 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 sampai arang menjadi dingin. Setelah dingin arang bisa di bongkar.

II. Proses pembuatan arang aktif dari arang

Ada 2 cara pengaktifan arang, yaitu:

• 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. Alat-alat yang digunakan untuk pembuatan arang aktif adalah tungku aktivasi atau alat destilasi lengkap dengan alat pendingin dan penampung destilat, penggiling, dan ayakan 100 mesh (Anonymous, 2010^a).
  Tahap yang dilakukan yaitu:

1. Arang dimasukkan ke dalam tungku (aktivasi), kemudian ditutup rapat sampai tidak terdapat kebocoran.
2. 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).
3. Pasang thermocouple untuk mengamati temperatur selama proses aktivasi berlangsung.
4. 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.
5. 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.
6. 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.

• Perendaman dengan CaCl₂ atau ZnCl₂
  Tahap yang dilakukan antara lain (Anonymous, 2002):
  
  • Arang hasil pembakaran direndam dengan CaCl₂ atau ZnCl₂ 25% selama 12 sampai 18 jam untuk menjadi arang aktif
  • Dilakukan pencucian dengan air suling hingga kotoran atau bahan lainnya dapat dipisahkan
  • Arang dihamparkan pada rak dengan suhu kamar
  • Dikeringkan dalam oven suhu 110ºC selama 3 jam
  • Arang aktif ditumbuk atau dihaluskan hingga tercapai ukuran 100 mesh (sebesar gula pasir)
  • Arang aktif siap dikemas dalam plastik