## PEMANFAATAN KULIT KAPOK SEBAGAI KARBON AKTIF UNTUK PENYERAPAN LOGAM Cu DAN Cr PADA LIMBAH ELEKTROPLATING

## Fajar Budi Laksono M
Jurusan Teknik Kimia Fakultas Teknologi Industri, UPN  ”Veteran” Jawa Timur Alamat : Jl. Raya Rungkut Madya , Gunung Anyar Surabaya 60294 Telp./Fax. (031) 8706369/ (031) 8782179

## Abstrak
Kulit  buah  kapok  randu  (Ceiba  Pentandra)  selama  ini  kurang  begitu  dikenal oleh  sebagian  masyarakat. Maka dengan perkembangan Ilmu dan Teknologi, kulit buah kapok randu ini dapat dimanfaatkan dan dijadikan suatu  barang  yang  berguna  yaitu  dapat  dijadikan  karbon  aktif  atau  arang  aktif.  Tujuan  penelitian  ini  untuk mengetahui efektivitas arang aktif dalam penyerapan logam-logam berat, khususnya Cu dan Cr dan juga untuk mengetahui kondisi penyerapan yang terbaik. Variabel yang digunakan dalam penelitian ini yaitu berat arang aktif 60 gram; 80 gram; 100 gram; 130 gram; 150 gram dan waktu pengadukan 20 menit; 30 menit; 40 menit; 50  menit;  dan  60  menit.  Prosedur  yang  digunakan  pertama  adalah  kulit  randu  dikeringkan  kemudian dikarbonasi  sehingga  kulit  menjadi  karbon  aktif.  Kemudian  kulit  tersebut  dites  dan  diaplikasikan  ke  limbah electroplating untuk mengurangi konsentrasi limbah Cu dan Cr. Dari hasil yang dicoba diperoleh kondisi yang terbaik  pada  penyerapan  untuk  logam  Tembaga  (Cu)  yaitu  pada  berat  100  gram  dan  menit  ke  20  diperoleh hasil yang terbaik 58,83 mg/L, sedangkan untuk logam Crom (Cr), juga pada berat 100gram dan menit ke 20 diperoleh hasil yang terbaik 10,1 mg/L. Persen penyerapan yang terbaik untuk logam Cu didapatkan 96,30% dan untuk logam Cr 94,66%. Hasil analisa karbon aktif (C) adalah 33562,82 mg/L atau sekitar 3,36%.
Kata kunci : karbon aktif, randu, tembaga, krom, penyerapan

## Abstract
Kapok Randu (Ceiba Pentrada)’s fruit skin is almost unknown by people. With development of science and technology, this thing can be used for something useful for example activated carbon. In electroplating industry activated carbon is used as adsorbent to reduce heavy metal concentration. The objective of this research was to know the effectiveness of activated carbon in reducing heavy metals concentration, especially Cr and Cu and to find best reducing condition. This research use variable weight of activated carbon (60 gram; 80 gram; 100 gram; 130 gram; 150 gram) and mixing time (20 minutes; 30 minutes; 40 minutes; 50 minutes and 60 minutes). First, the skin is dried then the skin is carbonated so the skin become activated carbon. Then it was tested and aplicated in electroplating waste to reduce heavy metals concentration, the metals that want to be reduced are Cr and Cu. From the result done, best condition for Cu is when weight of activated carbon 100 gram and 20 minutes mixing time with the best results 58,83 mg/L. and for best condition for Cr is when weight of activated carbon 100 gram and 20 minutes mixing time with best result 10,2 mg/L.The best absorption percentage for Cu was 96.30% and for Cr was 94.66%. The analysis result for carbon active was 33562.82 mg/L or approximately 3,36%.
Key words : active carbon, randu, copper, crom, absorption

## PENDAHULUAN
Kapok (Indonesia),  Panju, Penjoi (Aceh), Kabu- kabu,  kakabu  (Melayu),  Kapeh  panji,  Kapuek,  Panji (Minangkabau),  Randu  (Sunda  dan  Jawa),  Kapo (Madura) merupakan salah satu tumbuhan yang ada di Negara  Indonesia,  Equador,  Brazilia,  Afrika  Tengah, India, Srilangka, Muang Thai, Vietnam, Philipina dan Kamboja.  Kulit  Kapok  dalam  kehidupan  sehari-hari masih  dianggap  sebagai  limbah  pertanian  yang  tidak berguna  dan  menimbulkan  pencemaran.  Mengingat jumlah tanaman kapok yang cukup besar di Indonesia maka  kami  mencoba  untuk  memanfaatkan  kulit  buah kapok menjadi bahan yang mempunyai nilai ekonomi tinggi  dengan  mengelola  kulit  kapok  menjadi  arang aktif,  karena  arang  aktif  dapat  dibuat  dari  hampir semua  bahan  yang  mengandung  unsur-unsur  karbon dimana  terdapat  unsur  karbon  baik  yang  berasal  dari hewani  maupu    nabati,  antara  lain  adalah  :  ampas tebu,  tempurung  kelapa,  sekam  padi  dengan menambahkan  bahan  kimia  sebagai  pengaktif. Dimana  semua  itu  sudah  banyak  dilakukan  di kalangan masyarakat di Indonesia.
Pemanfaatan  arang  aktif  antara  lain  sebagai bahan  pemucat,  penyerap  gas,  penyerap  logam,  dan sebagainya.  Pada  garis  besarnya  arang  aktif  dapat digunakan  dalam  industri  panga  dan  non-pangan. Penggunaan  dalam  industri  pangan  antara  lain  untuk pemurnian  minyak,  pemurnian  gula,  penjernihan  air, dan  bahan  makanan  lain.  Sedangkan  penggunaan dalam  industri  non-pangan  antara  lain  untuk  industri kimia  dan  farmasi,  pemurnian  pelarut,  memurnikan suatu  zat  yang  dapat  diserap,  dan  untuk  katalis  dan reaksi.
Di Indonesia banyak sekali produksi perkebunan randu  dimana  jumlah  produksi  perkebunan  randunya pada  tahun  2000  menurut  Badan  Pusat  Statistik Surabaya  adalah  sebesar  25.711,99  ton.  Jumlah  ini hanya  di  khususkan  pada  daerah  Jawa  Timur  saja. (Badan Pusat Statistik, 2000)
Proses  pembuatan  arang  aktif  telah  dilakukan dengan  menggunakan  bahan  dasar  tempurung  kemiri (Bardi M dkk, 1999). Berdasarkan penelitian tersebut, maka  kami  mencoba  melakukan  penelitian  dengan mengganti  bahannya  dengan  kulit  kapok  (randu) untuk  pembuatan  arang  aktif,  sehingga  untuk aplikasinya dapat digunakan sebagai penyerap logam- logam  berat  pada  limbah  suatu  industri.  Limbah logam-logam berat tersebut antara lain Cu, Cr, Cd, Pb, Zn, Mn, dll.

## METODE PENELITIAN

## Bahan Yang Digunakan
Perancangan  alat  karbonisasi  yang  prosesnya dijalankan  dalam tube  furnace yang  dilengkapi dengan  pengaturan  temperatur,  dan  dirangkaian dengan kondensor sebagai pendingin. Pada pelaksanaan percobaan pengaktifan arang, dibutuhkan
larutan  HCl  (7,5%),  H 2 O 2 (7,5%),  dan  Aquadest sebagai penetralisir.

## Alat Yang Digunakan
Pirolisis, beaker glass, corong, kertas saring, stirrer.

## Variabel Percobaan
Kondisi  yang  ditetapkan  dalam  penelitian  ini  adalah suhu Pirolisis 400 o C, volume limbah 500 ml, jumlah putaran pengaduk 100 rpm, waktu pirolisis  2 jam, ukuran  arang  aktif  100mesh  dan  perendaman  HCl  + H 2 O 2 24  jam.  Sedangkan  variabel  yang  dijalankan yaitu berat arang aktif (60,  80,  100,  130,  150 gram) dan waktu pengadukan (20, 30, 40, 50, 60 menit)

## Prosedur Penelitian Proses Karbonisasi
Kulit  kapok  dipotong  –  potong  ±  2  cm,  kemudian dijemur  dibawah  sinar  matahari  hingga  kering, dimana  berat  tiap  kulit  kapok  tersebut  diusahakan konstan. Kulit kapok tersebut dikarbonisasi pada suhu 400 o C  dalam  alat  pirolisis  ±  2  jam  dengan  keadaan sedikit  udara  sampai  terbentuk  karbon  yang  ditandai dengan  tidak  terbentuknya  asap.  Kemudian  tumbuk halus,  usahakan  ukurannya  sama.  Setelah  di  tumbuk, direndam  dengan  HCl  (7,5%)  +  H 2 O 2 (7,5%)  dengan waktu  ±  24  jam  (1  hari).  Selanjutnya  powder  (arang aktif)  tersebut  dikeringkan  dengan  udara  panas (aktivasi 200 o C) selama 2 jam. Setelah itu didinginkan dan  kemudian  dicuci  dengan  aquadest,  sampai  pH netral.  Kemudian  disaring  dan  dikeringkan  dalam oven  (200 o C).  Hasil  dianalisakan,  dimana  akan diketahui  nilai  kadar  air,  nilai  kadar  abu  dan  nilai karbon (C).

## Proses Mixing
Ambil  beberapa  arang  aktif,  timbang  beratnya  sesuai dengan variabel yang dijalankan. Masukkan pada tiap – tiap beaker glass dengan berat yang berbeda – beda. Masukkan  limbah  elektroplating  pada  beaker  glass yang sudah diberi arang aktif. Kemudian aduk dengan putaran  dan  waktu  yang  ditetapkan.  Amati  hasilnya, apakah ada perubahan pada tiap – tiap percobaan yang dilakukan. Amati hasilnya dan analisakan.

## HASIL DAN PEMBAHASAN

## Analisa awal karbon aktif Analisa awal Limbah Logam elektropkating
Hasil  analisa  awal  yang  dilakukan  terhadap  limbah elektroplating  diperoleh  hasil  seperti  yang  tercantum dalam tabel 1.
Tabel 1. Hasil analisa Awal Limbah Elektroplating
PARAMETER SATUAN KADAR Tembaga (Cu) Mg / L 61,09 Crom (Cr) Mg / L 10,67
Sumber  : Laboratorium  Instrumentasi  Teknik  Kimia UPN “VETERAN” Jawa Timur
Hasil  analisa  awal  diatas  menunjukkan  bahwa limbah  elektroplating  memiliki  kadar  Tembaga  (Cu) dan  Crom  (Cr)  yang  tinggi,  dimana  kadar  untuk tembaga  (Cu)  adalah  61,09  (mg/L)  sedangkan  untuk Crom  (Cr)  adalah  10,67  (mg/L),  dengan  kadar tersebut  dapat  menyebabkan  pencemaran  lingkungan jika  langsung  dibuang  ke  badan  air  dan  mencemari sumber  air  tanah  penduduk.  Oleh  karena  itu,  perlu dilakukan  pengolahan  lebih  lanjut  dalam  penanganan terhadap  limbah  elektroplating  tersebut  sebelum dibuang  ke  badan  sungai,  sehingga  limbah  yang dibuang  tersebut  mempunyai  kadar  bahaya  yang seminim mungkin.
Tabel 2. Hasil Analisa Cu sisa dan Cu yang terserap
Berat (gram) Waktu ( menit ) Konsentrasi Cu Sisa (mg / L) Cu Terserap ( mg / L ) % Removal 60 20 3,22 57,87 94,729 30 4,52 56,57 92,601 40 5,15 55,94 91,570 50 6,16 54,93 89,917 60 6,62 54,47 89,164 80 20 2,74 58,35 95,515 30 3,47 57,62 94,320 40 3,99 57,1 93,469 50 4,98 56,11 91,848 60 5,68 55,41 90,702 100 20 2,26 58,83 96,301 30 2,41 58,68 96,055 40 2,82 58,27 95,384 50 3,79 57,3 93,796 60 4,74 56,35 92,241 130 20 2,35 58,74 96,153 30 2,6 58,49 95,744 40 2,96 58,13 95,155 50 4,24 56,85 93,059 60 4,88 56,21 92,012 150 20 2,43 58,66 96,022 30 2,79 58,3 95,433 40 3,09 58 94,942 50 4,68 56,41 92,339 60 5,02 56,07 91,783
Sumber : Laboratorium Instrumentasi UPN “VETERAN” Jawa Timur
Pengolahan limbah elektroplating dengan proses pencampuran  arang  aktif  dari  buah  kapok.  Hasil penelitian yang dilakukan terhadap limbah elektroplating  dengan  tujuan  menurunkan  kadar Tembaga (Cu) dan Crom (Cr), diperoleh hasil seperti pada Tabel 2 diatas.
Dapat dilihat bahwa pada berat karbon aktif dan waktu  pengadukkan  tertentu,  terjadi  penurunan  pada hasil  konsentrasi.  Hal  ini  disebabkan  karena  pada proses pengadukan terlalu lama, sehingga penyerapannya  menjadi  tidak  efisien,  sedangkan dengan waktu pengadukan yang sebentar penyerapannya menjadi efisien. Dimana pada hasilnya menduduki  golongan  III  dan  golongan  IV.  Waktu pengadukan  sangat  berpengaruh  terhadap  hasil penyerapan, dimana hasil tersebut sangat mempengaruhi  penurunan  kadar  terhadap  limbah Tembaga  (Cu).  Sehingga  dapat  diketahui  apakah limbah Tembaga (Cu) tersebut sudah memenuhi baku mutu  atau  belum.  Bila  belum  memenuhi,  maka  perlu dilakukan proses pengolahan lebih lanjut.
Penyerapan  terbaik  pada  adsorbsi  removal  pada Cu  sebesar  96,301%  dimana  waktu  pengadukan  20 menit  dengan  berat  arang  aktif  100  gram.  Hal  ini disebabkan  pada  berat  100  gram  pori-pori  dari  arang aktif  telah  terisi  ion-ion  logam  Cu  maksimal  dalam penyerapannya atau jenuh, setelah itu akan mengalami penurunan.
Pada  waktu  pengadukan  20  menit  di  peroleh logam  Cu  teradsorbsi  yang  terbaik  yaitu  pada  berat 100 gram menit ke 20 yaitu 58,83 mg / L. Selanjutnya untuk  menit  ke  30  menit,  40  menit,  50  menit  dan  60 menit mengalami penurunan dikarenakan kemampuan adsorbsinya menurun.
Dapat  dilihat  bahwa  pada  berat  karbon  aktif  dan waktu  pengedukan  tertentu,  terjadi  penurunan  pada hasil  konsentrasi.  Terlihat  pada  grafik  diatas  bahwa penyerapan  yang  optimal  pada  berat  arang  aktif  100 gram  dan  waktu  pengadukan  20  menit.  Diperoleh adsorbsi  removal  sebesar  94,658%.  Pada  waktu tertentu  ketika  arang  aktif  tersebut  sudah  jenuh  oleh ion-ion  logam  berat,  maka  arang  aktif  tersebut  tidak mampu  mengadsorbsi  ion  logam  berat  lagi,  keadaan ini  disebut  titik  setimbang  dan  konsentrasi  logam berat  yang  tersisa  dalam  larutan  disebut  konsentrasi kesetimbangan.
Fajar Budi Laksono M: Pemanfaatan kulit kapok sebagai karbon aktif untuk penyerapan logam Cu dan Cr pada limbah elektroplating

## Tabel 3. Hasil Analisa Cr sisa dan Cr yang terserap
Berat (gram) Waktu (menit) Konsentrasi Cu Sisa (mg /L) Cu Terserap (mg/L) % Removal 60 20 0,61 10,06 94,283 30 0,62 10,05 94,189 40 0,95 9,72 91,097 50 0,95 9,72 91,097 60 2,46 8,21 76,945 80 20 0,59 10,08 94,470 30 0,68 9,99 93,627 40 0,93 9,74 91,284 50 0,96 9,71 91,003 60 1,87 8,8 82,474 100 20 0,57 10,1 94,658 30 0,74 9,93 93,065 40 0,91 9,76 91,471 50 0,97 9,7 90,909 60 1,27 9,4 88,097 130 20 0,72 9,95 93,252 30 0,82 9,85 92,315 40 0,94 9,73 91,190 50 1,3 9,37 87,816 60 1,98 8,69 81,443 Sumber : Laboratorium Instrumentasi UPN “VETERAN” Jawa Timur
Besarnya  konsentrasi  kesetimbangan  pada  setiap peroses  adsorbsi  tidaklah  sama,  karena  hal  tersebut tergantung pada banyaknya adsorben yang dikontakkan dengan larutan limbah, maka penyerapan ion logam berat semakin besar dan konsentrasi logam sisa semakin kecil.
Pada waktu pengadukan 20 menit diperoleh logam Cr teradsorbsi yang terbaik yaitu pada berat 100 gram menit ke 20 yaitu 10,1 mg/L. Selanjutnya untuk menit ke:  30,  40,  50  dan  60  mengalami  penurunan dikarenakan kemampuan adsorbsinya menurun.

## SIMPULAN
Dari  hasil  analisa  yang  kami  peroleh  penyerapan terbaik untuk logam Tembaga (Cu) adalah pada berat ke 100 gram dan waktu pengadukan 20 menit sebesar 58,83  mg/L  dan  penyerapan  terbaik  untuk  logam Crom (Cr) adalah pada berat ke 100 gram dan  waktu pengadukan  20  menit  sebesar  10,1  mg/L.  Persen penyerapan  yang  terbaik  untuk  logam  Cu  didapatkan 96,30%  dan  untuk  logam  Cr  94,66%.  Hasil  analisa karbon  aktif  (C)  adalah  33562,82  mg/L  atau  sekitar 3,36%.

## DAFTAR PUSTAKA
Asttrinia  Aurora  dinarsari  dan  Alfiana  Adhitasari,
(2013).  Proses  hidrolisa  pati  talas  sente (Alocasia  macrorrhisa)  menjadi  glukosa.  Jurnal Teknologi Kimia dan Industri, Vol 2 No.4, 2013, halaman 253-260.
Badan Pusat Statistik (2000).
Hary  Sulistyo,  novita  Wiedhasari,  Deddy  Setiawan,
(2005).  Penyerapan  gas  H 2 S  dengan  larutan K 2 C0 3 dari  ekstrak  abu  kelopak  batang  pisang. Jurnal  Teknik  Kimia  Indonesia,  Vol  4  No.2, Agustus 2005
Megawati.,  Wahyudi,  Muslikhin,  and  Hary,  Kinetika Reaksi  Hidrolisis  Lignoselulosa  dengan  Asam Encer, Seminar Nasional Teknik Kimia Kejuangan, UPN Veteran Yogyakarta, Indonesia,  UPN  Veteran  Yogyakarta,  UPN Veteran Yogyakarta, January 1st 2008
Suprihastuti,  Hary,  and  M.  R.,  Kinetika  Reaksi Oksidasi Fero Sulfat Dengan Katalisator MnO2, Seminar  Nasional  Perkembangan  Riset  dan Teknologi  di  Bidang  Industri,  19  Juni  2007,
UGM, Yogyakarta, June 19th 2007