## PENGARUH WAKTU AKTIVASI TERHADAP KARAKTERISTIK ADSORBEN DARI KULIT PISANG KEPOK (Musa acuminate L) YANG DIAKTIVASI SECARA FISIKA
EFFECT OF ACTIVATION TIME ON CHARACTERISTICS OF BANANA PEELS (MUSA ACUMINATE L) ADSORBENT PREPARED BY PHYSICS ACTIVATION
Elvitriana 1 , Vera Viena 1 , Muhammad Nizar 1 , Sari Wardani 2
1 Program Studi Teknik Lingkungan, Fakultas Teknik, Universitas Serambi Mekkah, Banda Aceh - Indonesia
2 Fakultas Pertanian, Universitas Abulyatama, Aceh Besar - Indonesia
Email: elvitriana@serambimekkah.ac.id

## Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh waktu aktivasi terhadap  karakteristik adsorben dari kulit pisang yang diaktivasi secara fisika. Proses pembuatan adsorben dilakukan melalui 2 tahap yaitu proses karbonasi kulit pisang pada suhu 400 o C selama 1,5 jam dan proses aktivasi secara fisika yang  dilakukan  pada  suhu  600 o C  selama  15,  30  dan  45  menit  dengan  variasi  ukuran  50  dan  100 mesh. Parameter karakteristik adsorben yang diuji adalah kadar air, kadar abu, volatile matter , fixed carbon ,  daya  adsorpsi  terhadap  iodine,  dan  penentuan  gugus  fungsi  menggunakan  FTIR.  Hasil penelitian  menunjukkan  bahwa  karakteristik  adsorben  dari  kulit  pisang  yang  dihasilkan  memenuhi SNI No. 06- 3730-1995 dengan nilai kadar air sebesar 2-8 %, kadar abu 2-9 %, volatile matter 12-17 %, fixed carbon 73-84 % dengan daya serap iodine sebesar 952 mg/g. Hasil spektra FT-IR adsorben memiliki spektra pita serapan pada  bilangan  gelombang  2850  -  2960  cm -1 muncul  vibrasi  ulur  pada gugus C-H dengan intensitas 92,50 dengan waktu aktivasi 45 menit dan ukuran 50 mesh. Berdasarkan hasil  uji  karakteristik,  dapat  disimpulkan  bahwa  adsorben  dari  kulit  pisang  memiliki  potensi  untuk diaplikasikan sebagai salah satu karbon aktif penyerap untuk limbah cair maupun gas.
Kata kunci : Karakteristik adsorben, Spektra FTIR, adsorben dari kulit pisang

## Abstract
This  study  aimed  to  analyze  the  effect  of  activation  time  on  characteristics  of  banana  peels  ( Musa acuminate  L )  adsorbent  prepared  by  physics  activation.  The  adsorbent  was  prepared  through  two stages, the carbonation of banana skin conducted at 400 o C for 1.5 hours and the  physics activation process  conducted  at  600 o C  for  15,  30,  and  45  minutes  with  variations  50  mesh  and  100  mesh  in size.  Adsorbent  characteristic  parameters  analyzed  were  water  content,  ash  content,  volatile  matter, fixed  carbon,  adsorption  capacity  of  iodine,  and  determination  of  functional  groups  using  FTIR. Results  showed  that  characteristics  of  banana  peels  adsorbent  met  SNI  No.  06-3730-1995  with  a water content of 2-8%, 2-9% ash content, 12-17% volatile matter, fixed carbon 73-84% with iodine absorption of 952 mg/g. Results of FT-IR spectra, adsorbent has an absorption band spectra at wave number  of  2850  –  2960  cm -1 with  stretching  vibration  appeared  on  C-H  group  with  intensity  92.50 with activation time of 45 minutes and 50 mesh size.  Based on its characteristics  analysis, it can  be concluded  that  adsorbent  from  banana  peels  has  potential  to  be  applied  as  one  of  the  active  carbon absorbent for liquid and gaseous waste.
Keywords :  Characteristic of Adsorbent, FTIR Spectra, banana peels Adsorbent

## Pendahuluan
Buah Pisang merupakan salah satu penyumbang komoditas  buah  terbesar  bagi  Provinsi  Aceh  yang mencapai  689.892  kuintal  [1].  Seiring  dengan tingginya  produktivitas  buah  pisang,  maka  jumlah limbah  kulit  pisang  yang  dibuang  ke  lingkungan meningkat,  terutama  pada  saat  musim  panen.  Hal inilah  yang  mengakibatkan  potensi  limbah  kulit
pisang cukup besar, sehingga diperlukan penanggulangan  limbah  kulit  pisang  agar  memiliki nilai  guna  yang  lain.  Selama  ini  kulit  pisang  hanya dimanfaatkan sebagai pupuk atau pakan ternak.
Kulit  pisang  mengandung  senyawa  selulosa sebesar  14,4%  yang  merupakan  polimer  sederhana terbentuk dari ikatan kimia yang memiliki permukaan rantai  selulosa  seragam  sehingga  dapat  membentuk lapisan berpori. Material padatan berpori inilah yang
0 2 4 6 8 10 12 14 16 1
2 3 4 5 6 7 8
Perlakuan SNI
0 2 4 6 8 10 12 1 2 3 4 5 6 7 8 K a d a r A b u (% ) Perlakuan Perlakuan SNI
menyerap  bahan  bahan  di  sekelilingnya,  sehingga dapat  dimanfaatkan  sebagai  material  penyerap  [5]. Adinata  [2]  telah  mengkaji  pembuatan  karbon  aktif menggunakan  bahan  baku  kulit  pisang,  hasil penelitian  menunjukan  bahwa  kondisi  yang  terbaik untuk pembuatan karbon aktif dari kulit pisang terjadi pada suhu karbonisasi 400 o C selama 1,5 jam. Lebih lanjut, penyerapan iodine diperoleh sebesar 45,685% dengan  waktu  aktivasi  2,5  jam  menggunakan aktivator  H 2 SO 4 .  Penelitian  ini  difokuskan  untuk mengetahui  pengaruh  waktu  aktivasi  terhadap kualitas  adsorben  dari kulit  pisang  yang  diaktivasi secara fisika

## Metodologi Penelitian Bahan dan alat penelitian
Bahan  yang  digunakan  adalah  kulit  pisang kepok  ( Musa  acuminate  L )  diperoleh  dari  pasar tradisional  Kota  Banda  Aceh,  aquades,  kertas  saring ( Whatman )  dan  bahan  kimia  berupa  larutan  iodine, natrium  thiosulfate  0,1  N,  indikator  amilum  yang diperoleh  secara  komersial  dari  Waco,  LTD. Peralatan  yang  digunakan  yaitu:  pisau  ( Stainlees Steel ), oven ( Memmert ),  pipet  tetes, furnace  (Line Thermolyne  FB1410M-33  at  1100 o C) ,  timbangan ( Ahaus ),  ayakan  mesh,  masker,  gelas  ukur,  buret, statif,  porselin,  dan Fourier  Transform-Infra  Red (FT-IR, Shimadzu IR Prestige 21 ).

## Prosedur Penelitian
Limbah  kulit  pisang  dibersihkan,  dipotong hingga  ukuran  ±  3  cm,  dan  dikeringkan  pada  suhu 60 o C  pada  oven  hingga  kering.  Proses  karbonisasi dilakukan pada suhu 400 o C selama 1,5 jam. Karbon yang dihasilkan selanjutnya diayak sehingga berukuran  50  dan  100  mesh.  Selanjutnya,  proses aktivasi  dilakukan  secara  fisika  menggunakan furnace pada  kondisi  suhu  600 o C  selama  15  menit, 30 menit, dan 45 menit. Karbon aktif yang dihasilkan selanjutnya  dianalisa  untuk  mengetahui  karakteristik adsorbennya  yang  meliputi  analisa  kadar  air,  kadar abu, daya serap iodium, volatile matter , fixed carbon , dan  uji  analisa  gugus  fungsi  karbon  aktif  dengan menggunakan Fourier Transform-Infra Red (FT-IR). Hasil  analisa  karakteristik  dibandingkan  dengan Standart  Kualitas  Karbon  Aktif  (Standar  Nasional Indonesia, SNI No. 06-3730-1995).

## Hasil

## Hasil Analisa Uji Kadar Air
Kadar  air  sangat  berpengaruh  terhadap  kualitas adsorben, berdasarkan hasil penelitian kadar air pada adsorben  dari  kulit  pisang  diperoleh  berkisar  2-8  %. Rendahnya  kadar  air  ini  dapat  dikarenakan permukaan adsorben lebih sedikit mengandung gugus fungsi  yang  bersifat  polar,  sehingga  interaksi  antara uap  air  yang  bersifat  polar  juga  sedikit  [3].  Secara
keseluruhan  uji  kadar  air  pada  adsorben  dari  kulit pisang  telah  memenuhi  Standar  Nasional  Indonesia (SNI)  No.  06-3730-1995  yaitu  sebesar  15% (maksimum). Hasil analisa uji kadar air adsorben dari kulit pisang disajikan pada Gambar 1.

## Hasil Analisa Uji Kadar Abu
Kadar  abu  merupakan  sisa  dari  pembakaran yang  telah  tidak  memiliki  unsur  karbon  dan  nilai kalor  lagi.  Kadar  abu  dipengaruhi  oleh  besarnya kadar  silika,  semakin  besar  kadar  silika  maka  kadar abu  yang  dihasilkan  juga  semakin  besar  [3].  Hasil analisa kadar abu adsorben dari kulit pisang disajikan pada Gambar 2.
Pengujian  kadar  abu  dilakukan  dengan  cara pemanasan pada suhu 815 o C selama 1 jam, kadar abu adsorben dari kulit pisang yang diperoleh berkisar 2- 9  %.  Secara  keseluruhan  untuk  uji  kadar  abu  pada adsorben  dari  kulit  pisang  yang  diperoleh  telah memenuhi SNI No. 06-3730-1995 yaitu sebesar 10%.
Gambar  2.  Hasil  analisa  kadar  abu  adsorben  dari kulit pisang
(Perlakuan 1: ukuran 50 mesh; Perlakuan 2: ukuran 50 mesh,  15  menit, 600 o C;  Perlakuan  3:  ukuran  50  mesh,  30  menit,  600 o C;  Perlakuan  4: ukuran 50 mesh, 45 menit, 600 o C; Perlakuan 5: 100 mesh, Perlakuan 6: ukuran  100  mesh,  15  menit,  600 o C;  Perlakuan  7:  ukuran  100  mesh,  30
menit, 600 o C; Perlakuan 8: ukuran 100 mesh, 45 menit, 600 o C) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 1 2 3 4 5 6 7 8 K ad ar A ir ( % ) Perlakuan Perlakuan SNI
Gambar 1 Hasil analisa uji kadar air adsorben dari kulit  pisang (Perlakuan 1: ukuran 50 mesh; Perlakuan 2: ukuran 50 mesh, 15 menit, 600 o C; Perlakuan 3: ukuran 50 mesh, 30 menit, 600 o C; Perlakuan 4: ukuran 50 mesh, 45 menit, 600 o C; Perlakuan 5: 100 mesh, Perlakuan  6:  ukuran  100  mesh,  15  menit,  600 o C;  Perlakuan  7:  ukuran 100  mesh,  30  menit,  600 o C;  Perlakuan  8:  ukuran  100  mesh,  45  menit, 600 o C)
Gambar  4.  Hasil  analisa  uji  fixed  carbon  pada adsorben dari kulit pisang
(Perlakuan  1:  ukuran  50  mesh;  Perlakuan  2:  ukuran  50  mesh,  15  menit, 600 o C;  Perlakuan  3:  ukuran  50  mesh,  30  menit,  600 o C;  Perlakuan  4: ukuran 50 mesh, 45 menit, 600 o C; Perlakuan 5: 100  mesh,  Perlakuan  6: ukuran  100  mesh,  15  menit,  600 o C;  Perlakuan  7:  ukuran  100  mesh,  30
menit, 600 o C; Perlakuan 8: ukuran 100 mesh, 45 menit, 600 o C) 0 20 40 60 80 100 120 1 2 3 4 5 6 7 8 F ix e d C a r b o n (% ) Perlakuan Perlakuan SNI 0 5 10 15 20 25 30 1 2 3 4 5 6 7 8 V o la ti le M a tt e r ( % ) Perlakuan Perlakuan SNI
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1 2 3 4 5 6 7 8 D ay a S er ap I od in e (m g /g ) Perlakuan Perlakuan SNI
Gambar  5.  Hasil  uji  daya  serap  iodine  pada  adsorben dari kulit pisang
(Perlakuan  1:  ukuran  50  mesh;  Perlakuan  2:  ukuran  50  mesh,  15  menit, 600 o C; Perlakuan 3: ukuran 50 mesh, 30 menit, 600 o C; Perlakuan 4: ukuran 50 mesh, 45 menit, 600 o C; Perlakuan 5: 100 mesh, Perlakuan 6: ukuran 100 mesh,  15  menit,  600 o C;  Perlakuan  7:  ukuran  100  mesh,  30  menit,  600 o C; Perlakuan 8: ukuran 100 mesh, 45 menit, 600 o C)

## Hasil Analisa Uji Volatile Matter
Kadar  suatu  zat  mudah  menguap  merupakan  hasil dekomposisi  zat-zat  penyusun  karbon  akibat  proses pemanasan  selama  karbonisasi  dan  bukan  komponen penyusun  karbon  [3].  Berdasarkan  hasil  penelitian, nilai volatile matter untuk adsorben dari kulit pisang berkisar  antara  12-17%.  Rendahnya  kadar  zat  yang menguap  dikarenakan  oleh  menguapnya  senyawa- senyawa  non  karbon  yang  bersifat volatile pada proses karbonisasi.
Secara  keseluruhan,  untuk  hasil  uji volatile matter pada  adsorben  dari  kulit  pisang  yang diperoleh  telah  memenuhi  SNI  No.  06-3730-1995 yaitu  sebesar  25%.  Hasil  analisa volatile  matter adsorben dari kulit pisang disajikan pada Gambar 3.

## Hasil Analisa Uji Fixed Carbon
Kadar karbon  terikat  adalah  fraksi  karbon  yang terikat  di  dalam  adsorben  selain  fraksi  air,  zat menguap,  dan  abu.  Tinggi  rendahnya  kadar  karbon terikat  di  dalam  adsorben  dipengaruhi  oleh  nilai kadar  abu,  kadar  zat  mudah  menguap,  dan  senyawa hidrokarbon  yang  masih  menempel  pada  permukaan adsorben  dan  juga  dipengaruhi  oleh  kandungan selulosa  dan  lignin  bahan  yang  dapat  dikonversi menjadi atom karbon [3]. Gambar 4 memperlihatkan nilai  kadar  karbon  terikat  pada  adsorben  dari  kulit pisang  berkisar  antara  73-84%.  Secara  keseluruhan, hasil uji fixed carbon pada adsorben dari kulit pisang yang  diperoleh  telah  memenuhi  SNI  No.  06-3730- 1995 yaitu 65% (minimum).

## Hasil  Analisa  Uji  Kemampuan  Daya  Serap Terhadap Iodin
Parameter  yang  dapat  menunjukkan  kualitas adsorben  adalah  daya  adsorpsi  terhadap  larutan Iodium.  Semakin  besar  bilangan  iodiumnya,  maka semakin besar kemampuan penyerapannya. Gambar 5 memperlihatkan  Hasil  uji  daya  serap  iodine  pada adsorben  dari  kulit  pisang.  Hasil  analisa  uji kemampuan  daya  serap  iodium  pada  penelitian  ini diperoleh  berkisar  antara  761-952  mg/g.  Secara keseluruhan  untuk  uji  daya  serap  iodine  pada adsorben  dari  kulit  pisang  yang  diperoleh  telah memenuhi  SNI  No.  06-3730-1995  yaitu  750  mg/g (minimum).
Gambar 3. Hasil analisa uji volatile matter adsorben dari kulit pisang
(Perlakuan 1: ukuran 50 mesh; Perlakuan 2: ukuran 50 mesh,  15  menit, 600 o C;  Perlakuan  3:  ukuran  50  mesh,  30  menit,  600 o C;  Perlakuan  4: ukuran 50 mesh, 45 menit, 600 o C; Perlakuan 5: 100 mesh, Perlakuan 6: ukuran  100  mesh,  15  menit,  600 o C;  Perlakuan  7:  ukuran  100  mesh,  30 menit, 600 o C; Perlakuan 8: ukuran 100 mesh, 45 menit, 600 o C)

## Hasil Analisa Gugus Fungsi Arang Aktif (FTIR)
Gambar  6.  Hasil  Analisa  FTIR  adsorben  dari  kulit pisang [A]  sebelum  aktivasi  (50  mesh)  dan  [B]  setelah  aktivasi (50 mesh, 45 menit, 600 o C)
Gambar 6A dan 6B menunjukkan perbandingan bilangan  gelombang  pita  serapan  karbon  dari  kulit pisang  sebelum  dan  setelah  aktivasi  pada  ukuran  50 mesh.  Pita  serapan  karbon  dari  kulit  pisang  sebelum dan  setelah  teraktivasi  mengalami  perubahan,  hal  ini dikarenakan activating agent yang dapat menyebabkan  terjadinya  pergeseran  berdasarkan lingkungan  kimianya.  Pada  Gambar  6B  terlihat daerah serapan berada pada posisi 2850  – 2960 cm -1 yaitu  mengandung  gugus  fungsi  C-H.  Sebelum aktivasi  frekuensi  gugus  C-H  berada  pada  intensitas 81,23, sedangkan setelah aktivasi terjadi peningkatan intensitas  gugus  C-H  yaitu  sebesar  92,50.  Tinggi rendahnya  intensitas  pada  nilai  gugus  fungsi  C-H dipengaruhi  oleh  kandungan  H 2 O.  Semakin  tinggi kandungan  H 2 O  maka  intensitas  gugus  C-H  semakin rendah

## Kesimpulan
Hasil  uji  karakteristik  adsorben  dari  kulit pisang yang diaktivasi secara fisika pada suhu 600 o C dengan perlakuan berbagai waktu aktivasi menunjukkan  bahwa  kadar  air,  kadar  abu, volatile matter,  fixed  carbon dan  serapan  terhadap  Iodine masih  berada  di  bawah  standar  SNI  06-3730-95. Berdasarkan hasil uji tersebut, maka dapat
disimpulkan  bahwa  adsorben  dari  kulit  pisang  ini memiliki  potensi  untuk  diaplikasikan  sebagai  salah satu karbon aktif penyerap untuk limbah cair maupun gas.

## Ucapan Terima Kasih
Terima  kasih  yang  sebesarnya  diucapkan kepada  Kemenristek  Dikti  yang  telah  membiayai seluruh  penelitian  ini  melalui  dana  DIPA  Kopertis Wilayah 13 Tahun 2016, Nomor : 763/K13.2.2/UM/2016.

## Daftar Pustaka
[1]      BPS,  Produksi  Komoditas  Buah-Buahan  Aceh, Badan Pusat Statistik Provinsi Aceh. 2001.
[2]  M. R. Adinata, Pemanfaatan Limbah Kulit Pisang sebagai  Karbon  Aktif,  Thesis,  Jurusan  Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri, Universitas Pembangunan Nasional, Jawa Timur, 2013.
[3]  N.  Fauziah,  Pembuatan  Arang  Aktif  Secara Langsung  Dari  Kulit  Acacia  Mangium  Wild dengan Aktivasi Fisika dan Aplikasinya Sebagai Adsorben,  Departemen  Hasil  Hutan,  Fakultas Kehutanan, Institut Pertanian Bogor, 2009.
[4] SNI (1995), Arang Aktif Teknis, Standar Nasional Indonesia, SNI No. 06-3730-1995, Departemen Perindustrian RI: 1999,  p. 29 – 57. 3
[5] W.N.S, Nasir, Nurhaeni, dan Musafira, Pemanfaatan  arang  aktif  kulit  pisang  kepok ( Musa  normalis )  sebagai  adsorben  untuk menurunkan  angka  peroksida  dan  asam  lemak bebas  minyak  goreng  bekas , Online  Journal  of Natural Science , 3 (1), 2014, p. 18 – 30.
[A] sebelum aktivasi (50 mesh)
[B] setelah aktivasi (50 mesh, 45 menit, 600 o C)