## PENGARUH SUHU DALAM PEMBUATAN KARBON AKTIF DARI
KULIT SALAK ( Salacca edulis ) DENGAN IMPREGNASI ASAM FOSFAT (H 3 PO 4 )
Muhammad Turmuzi, Arion Syaputra Departemen Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, Jl. Almamater Kampus USU Medan 20155, Indonesia
Email : arionaritonang@gmail.com

## Abstrak
Penelitian ini bertujuan untuk untuk menentukan yield, bilangan iodin dan karakteristik luas permukaan pori karbon aktif dari kulit salak.  Karbon aktif dibuat dengan metoda impregnasi dengan  asam  fosfat  (H 3 PO 4 ).  Kulit  salak  yang  telah  dihaluskan  1-2  mm  direndam  dengan asam  fosfat  selama  (H 3 PO 4 )  dengan  konsentrasi  10%  selama  3  jam.  Disaring  dan dikeringkan selama 24 jam pada suhu 60 °C. Kulit salak yang telah diimpregnasi di pirolisis pada  suhu  400-600  °C  selama  1  jam.  Kulit  salak  yang  telah  dipirolisis  didinginkan  pada desikator selama 30 menit dan dicuci hingga pH netral. Kemudian dikeringkan hingga massa konstan.  Hasil  penelitian  menunjukkan  yield  terbaik  yaitu  pada  suhu  400°C  71,70%.  Luas permukaan  terbaik  adalah  4078,694m 2 /g.  Sedangkan  bilangan  iodin  terbaik  adalah  494,91 mg/g  pada suhu 600 °C.
Kata kunci: karbon aktif, bilangan iodin, luas permukaan, impregnasi, kulit salak

## Abstract
This study was aimed to determine the yield, iodine and characteristics of activated carbon pore surface area. Activated carbon is made by impregnation method  with phosphoric acid (H 3 PO 4 ).  Snake  fruit  peel  that  has  been  mashed  1-2  mm  soaked  with  phosphoric  acid  for (H 3 PO 4 )  with  concentration  10%  for  3  hours.  Filtered  and  dried  for  24  hours  at  60  °C. Snake fruit peel that has been impregnated pyrolysis at 400- 600 °C for 1  hours. Snake fruit peel that has been pyrolysis cooled in a desiccator for 30 minutes and washed until neutral pH. Then dried to a constant mass. The results showed that the best yield at a temperature of 400 °C 71.70%. The best surface area is 4078,694 m 2 /g. While iodine best is 494,91mg/g at a temperature 600 °C.
Key words: activated carbon, iodine number, surface area, impregnation, snake fruit peel

## Pendahuluan
Buangan industri merupakan sumber utama bermacam jenis polusi logam di dalam sungai [10]. Ada berbagai metode untuk menghilangkan logam berat termasuk presipitasi kimia, filtrasi membran, ion  exchanger,  ekstraksi  cair  atau  elektrodialisis. Namun, metode ini tidak banyak digunakan karena biaya  yang  tinggi  dan  kelayakan  yang  rendah untuk  industri  skala  kecil.  Sebaliknya,  teknik adsorpsi  adalah  salah  satu  metode  yang  disukai untuk menghilangkan logam berat karena efisiensi dan  biaya  rendah  [6].  Adsorpsi  banyak  digunakan sebagai metode pemisahan fisik yang efektif untuk eliminasi  atau  menurunkan  konsentrasi  berbagai polutan terlarut (organik, anorganik) dalam limbah [2].
Buah  salak (Salacca  edulis) mengandung banyak  jumlah  senyawa  nutrisi  utama  (serat, protein,  lemak-lemak,  dan  karbohidrat)  dan memiliki  antioksidan  yang  tinggi.  Penelitian sebelumnya  menunjukkan  bahwa  buah  salak
mempengaruhi  tingkat  lipid  plasma  dan  makanan yang  mengandung  rendah  kolesterol  sehingga banyak dikonsumsi [7]. Namun, limbah padat dari buah  salak  yaitu  kulit  salak  masih  belum  banyak diolah  menjadi  produk  yang  bermanfaat  oleh masyarakat setempat. Kulit salak yang masih segar atau yang baru dilepas umumnya mengandung air, karbohidrat,  mineral  dan  protein  [2]. Arang  aktif dapat dibuat dari bahan yang mengandung karbon. Arang  aktif  adalah  arang  yang  diproses  secara fisika  atau  kimia  sehingga  mempunyai  daya serap/adsorpsi  yang  tinggi.  Karbonisasi  adalah proses  pemecahan/penguraian  selulosa  menjadi karbon  pada  suhu  berkisar  275 o C.  Dalam  aktifasi kimia,  hal  pertama  yang  dilakukan  yaitu impregnasi  dengan  zat  aktifasi  misalnya  H 3 PO4, KOH, K 2 CO 3 , H 2 SO 4 , Na 2 CO 3 , NaOH, NaCl  HCl, H 2 SO 4 ,  CaCl    dan  ZnCl 2 [3,4].  Aktivasi  adalah perubahan secara fisik dimana luas permukaan dari karbon  meningkat  dengan  tajam  dikarenakan
terjadinya  penghilangan  senyawa  tar  dan  senyawa sisa-sisa pengarangan [23].

## Teori
Buah  salak  ( Salacca  zalacca  Reinw )  berasal dari  Asia  Tenggara.  Buah  salak  berbentuk  seperti telur dan kulit buah berwarna coklat. Buah seperti nanas,  buah  per  dan  aroma  seperti  pisang.  Salak ( Salacca zalacca ) merupakan salah satu jenis buah yang paling penting di Indonesia. Salak mempunyai  berat  hingga  70  g  pada  tahap pematangan.  Buah  salak  mengandung  tiga  bagian pada biji mencakup dengan daging putih. Sebagian besar  buah  salak  dikonsumsi  dengan  segar  dan beberapa diolah menjadi jus, buah kaleng dan selai [6].  Buah  Salak  adalah  spesies  pohon  palem (keluarga Arecaceae ) asli Indonesia dan Malaysia. Buah  tumbuh  dalam  kelompok  di  dasar  telapak tangan, dan juga dikenal sebagai salak karena kulit bersisik coklat kemerahan. Ada sekitar 18 varietas Salak  sedang  dikembangkan  di  tingkat  komersial di Indonesia [19].
Secara  umum  proses  pembuatan  karbon aktif  terdiri  dari  proses  fisika  dan  kimia.  Aktivasi fisika terdiri dari 2 tahap; (I) Karbonisasi: Material dengan  kandungan  karbon  yang  di  pirolisis  pada suhu  antara  600-900  °C,  tanpa  oksigen  (biasanya dalam suasana inert dengan gas seperti argon atau nitrogen). (II) Aktivasi/ Oksidasi: bahan baku atau bahan yang telah dikarbonisasi dioksidasi atmosfer (karbon  monoksida,  oksigen,  atau  steam)  pada suhu  di  atas 250 °C,  biasanya  dalam kisaran  suhu 600-1200  °C  [11].  Dalam  aktivasi  kimia,  bagian paling  penting  adala  impregnasi  dengan  zat  kimia diantaranya zink klorida (ZnCl), Kalium hidroksida (KOH), dan asam fosfat (H 3 PO 4 ) [14]. Karbon  berpori  merupakan  karbon  dalam  bentuk amorf yang  mempunyai  luas  permukaan  yang besar dan daya serap yang tinggi. Luas permukaan merupakan  sifat  fisis  yang  paling  penting  dari karbon berpori, sehingga memungkinkan dijadikan sebagai  bahan  adsorben.            Gambar  1 menunjukkan  struktur  karbon  aktif  Material  ini dibuat  dari  pirolisis  prekursor  karbon  organik, polimer  alam  maupun  polimer  sintetis  yang kemudian  diaktifkan  untuk  memperbesar surface area nya  [19].    Table  1  merupakan  standar  mutu karbon  aktif.  Faktor-faktor  yang  mempengaruhi proses karbonasi :
1. Waktu karbonisasi Bila  waktu  karbonisasi  diperpanjang  maka reaksi pirolisis semakin sempurna sehingga hasil arang semakin turun tetapi cairan dan gas makin meningkat.  Waktu  karbonisasi  berbeda-beda tergantung  pada  jenis-jenis  dan  jumlah  bahan yang diolah.
2. Suhu karbonisasi Suhu  karbonisasi  yang  berpengaruh  terhadap hasil  arang  karena  semakin  tinggi  suhu,  arang
yang diperoleh makin berkurang tapi hasil cairan dan gas semakin meningkat. Hal ini disebabkanoleh makin banyaknya zat-zat terurai dan yang teruapkan [3]. Gambar 1. Struktur Karbon Aktif [17] Tabel 1. Standar Mutu  Karbon Aktif [1,13] Uraian Persyaratn Kualitas Butiran Serbuk Bagian yang hilang pada pemanasan 950 °C Maks. 15% Maks. 25% Konsentrasi air Maks. 4,5% Maks. 15% Konsentrasi abu Maks. 2,5% Maks. 15% Daya serap terhadap larutan I 2 ≥760 mg/g ≥760 mg/g Luas permukaan 300-3500 m 2 /g 300-3500 m 2 /g

## Metodologi Penelitian Bahan dan Alat
Bahan  yang  digunakan  adalah  kulit  salak  yang berasal  dari  Kabupaten  Tapanuli  Selatan,  asam fosfat  (H 3 PO 4 ),  metilen  biru,  iodin,  natrium tiosulfat, dan amilum. Alat utama yang digunakan adalah tungku, tabung dan gas nitrogen, water bath, blender, erlenmeyer , refluks kondensor dan Beaker glass .

## Proses Aktivasi Kulit Salak
Kulit  salak  yang  diperoleh  dari  Kabupaten Tapanuli  Selatan  dicuci  dengan  air  dan  kemudian dikeringkan.  Kulit  salak  yang  telah  di  haluskan dengan ukuran 1-2 mm dan dikeringkan. Sebanyak 150  gram  kulit  salak  yang  telah  kering  direndam dalam  asam  fosfat  (H 3 PO 4 )  dengan  konsentrasi 10%  selama  3  jam  pada  suhu  85  °C.  Kemudian disaring dan dikeringkan di dalam oven pada suhu 60  °C  selama  24  jam.  Kulit  salak  ditimbang sebanyak  12  gram  dan  di  pirolisis  selama  1  jam pada  suhu  400-600  °C.  Kemudian  dicuci  hingga pH netral dengan air destilat pada suhu 85 °C [17].

## Penentuan Bilangan Iodin
Sebanyak  0,5  gram  sampel  ditimbang  dan dimasukkan  ke  dalam  e rlenmeyer .  Kemudian ditambahkan larutan iodin 0,1N 25 mL dan diaduk
selama  15  menit  lalu  disaring.    Sebanyak  10  mL filtrate  dititrasi  dengan  larutan  natrium  tiosulfat (Na 2 S 2 O 3 )  0,1N  hingga  berwarna  kuning  muda. Kemudian  ditambahkan  amilum  1%  pada  larutan dan  titrasi  dilanjutkan  hingga  warna  biru  hilang. Daya  serap  iodin  dapat  ditentukan  dengan persamaan sebagai berikut [18]:
sampel gr xFp )xW C TxC (V DSI 1 2 1   …………...(1)
DSI=daya  serap  iodin  (mg/g),  V  =  filtrat  yang dititrasi (10 mL), T = volume titrasi Na 2 SO 3 N, C 1 = konsentrasi Na 2 SO 3 N, C 2 = konsentrasi iod (N), W 1 = berat iod (12,69 mg/L).

## Penentuan Daya Serap Metilen biru
Dalam  penelitian  ini,  metilen  biru  dipilih  dalam riset  ini  karena  telah  diketahui  kekuatan  adsorpsi pada  padatan  dan  dikenal  kegunaannya  dalam karakterisasi  adsorpsi  material  [9].  Kalibrasi metilen  biru  dilakukan  dengan  konsentrasi  20-200 ppm  pada  panjang  gelombang  668nm.  Kemudian Sebanyak  0,1  gram  karbon  aktif  direndam  dalam metilen  biru  selama  24  jam  dan  diaduk  kemudian disaring.  Filtrat  diukur  absorbansinya  dengan panjang  gelombang  668  nm.  Luas  permukaan dapat dihitung dengan persamaan berikut;
Mr .N.a X S m 
……………………..(2)
S=luas  permukaan  adsorben  (m 2 /g),  N=bilangan Avogrado (6,002  x  10 -2 mol -1 ),  X=berat  adsorbat teradsorpsi (g/g), a=luas penutupan oleh 1 molekul metilen  biru  (197  x  10 -20 m 2 ),  Mr=massa  molekul relatif metilen biru (320,5 g/mol) [9].

## Hasil dan Pembahasan

## Pengaruh Suhu terhadap yield
Suhu  dapat  memberikan  pengaruh  aktivasi yang  lebih  besar  terhadap  yield  karbon  dan adsorpsi.    Pada  gambar  2  menunjukkan  pengaruh suhu terhadap yield.

## Gambar 2. Pengaruh Suhu terhadap Yield
Hasil  penelitian  menunjukkkan  nilai  yield yang diperoleh pada suhu 400-600 °C yaitu 71,70–
50,82  %.  Menurut  Legrouri.,  dkk  (2012)  bahwa semakin meningkatnya  suhu  aktivasi, maka    yiled yang  dihasilkan  semakin  menurun.  Suhu  aktivasi berbanding  terbalik  dengan    yield[11].  Pada  suhu aktivasi  yang lebih  tinggi,  pengurangan  zat  volatil menjadi  lebih  besar  sehingga  hasil  padatan  yang diperoleh lebih sedikit [21].

## Pengaruh Suhu terhadap bilangan iodin
Bilangan  iodin  merupakan  parameter  dasar paling  penting  digunakan  untuk  karakterisasi karbon aktif. iodin merupakan ukuran pada tingkat keaktifannya.  Bilangan  iodin  dapat  digunakan sebagai  pendekatan  untuk  luas  permukaan  dan mikropori  karbon  aktif  dengan  presisi  yang  baik [20]. Suhu karbonisasi mempunyai pengaruh yang signifikan pada pembentukan pori karbon aktif [8]. Pada gambar 3 dibawah ini menunjukkan pengaruh suhu terhadap bilangang iodin.

## Gambar 3. Pengaruh Suhu terhadap Bilangan Iodin
Hasil  penelitian  ini  menunjukkan  nilai iodin  semakin  meningkat  dengan  meningkatnya suhu  karbonisasi.  Bilangan  iodin  terendah  adalah 342,63mg/g  sedangkan  bilangan  iodine  tertinggi adalah  494,91mg/g.  Menurut  Wang.,  dkk  (2010) semakin  tinggi  suhu  dan  waktu  aktifasi  maka semakin  tinggi  bilangan  iodin  karena  makin banyak permukaan karbon yang teraktifasi [22]

## Pengaruh Suhu terhadap luas permukaan
Laju  pemanasan,  perbandingan  impregnasi  dan suhu  aktivasi  merupakan  kondisi  yang  sensitife dalam  pembentukan  lingkungan  luas  permukaan [15].  Luas  permukaan  diukur  dari  lapisan monolayer  dari  standar  adsorbat,  kemudian  nilai numeriknya  didapat  dari  densitas  adsorbat  dan dimensi molekul [12]. Kemampuan adsorpsi suatu adsorben dapat diketahui dengan cara
membandingkan  luas  permukaannya.    Pada gambar  4  menunjukkan  pengaruh  suhu  terhadap luas permukaan.

## Gambar  4.  Pengaruh  Suhu  terhadap  Luas Permukaan
Hasil  analisa  menunjukkan  semakin  tinggi  suhu maka  luas  permukaan  semakin  menurun.  Luas permukaan terendah adalah 2984,528m 2 /g dan luas permukaan  paling  besar  adalah  4078,694m 2 /g. Seiring  dengan meningkatnya  suhu aktivasi, maka luas  permukan  akan  semakin  meningkat  dan  jika telah  mencapai  titik optimum  maka luas permukaan  akan  menurun.[4,10].  Namun,  pada percobaan ini, luas permukaan ada yang menurun. Hal  ini  mungkin  disebabkan  oleh  pori  semakin luas  dan  dapat  merusak  dinding  antar  pori sehingga  menurunkan  porositasnya  dan  terbakar dibawah suhu radiasi yang lebih tinggi [23].

## Kesimpulan
Hasil  yang  diperoleh  pada  penelitian  ini  yaitu semakin tinggi suhu maka yield semakin menurun. Yield  terbesar  yaitu  pada  suhu  400  °C  sebesar 71,70%.  Semakin  tinggi  suhu  maka  daya  serap terhadap  Iodin  dan  luas  permukaan  semakin  baik. Hasil  karbon  aktif  terbaik    berada  pada  600  °C yaitu daya serap terhadap iodin sebesar 494,91mg/g  ,  luas  permukaan  terbaik  adalah 4078,694m 2 /g.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Asbahani,  Pemanfaatan  Limbah  Ampas Tebu Sebagai Karbon Aktif Untuk Menurunkan  Kadar  Besi  Pada  Air  Sumur Jurnal  Teknik  Sipil  Untan,  Vol.  13  No. 1  – JUNI 2013: hal. 105-114
[2] Chaiyut.  A.  Buasri,  N,  V.  Loryuenyong,  E. Phakdeepataraphan,  S.  Watpathomsub,  dan V.,  Kunakemakorn.  Synthesis  of  Activated Carbon  Using  Agricultural  Wastes  from Biodiesel  Production,  International  Journal of  Chemical,  Nuclear,  Metallurgical  and Materials Engineering Vol:7 No:1, 2013
[3] Elly  Kurniati,  Pemanfaatan  Cangkang Kelapa  Sawit  Sebagai  Arang  Aktif,  Jurnal Penelitian Ilmu Teknik Vol.8, No.2 Desember 2008 : hal 96-103
[4] Foo  P.Y.L  dan  Lee    L.Y.  Preparation  of Activated Carbon from Parkia Speciosa Pod
by  Chemical  Activation.  Vol  II  2078-0958 2010 : hal. 34-37 [5] Gorinstein,  Shela,  Ratiporn  Haruenkit, Sumitra  Poovarodom,  Yong-Seo  Park, Suchada Vearasilp, Milan Suhaj, Kyung-Sik Ham, Buk-Gu Heo, Ja-Yong Cho, Hong Gi Jang.  The  comparative  characteristics  of snake  and  kiwi  fruits  Food  and  Chemical Toxicology, Vol. 47 2009 : hal. 1884–1891 [6] Habib,  Ahsan  ,  Nazrul  Islam,  Anarul  Islam and  A.  M.  Shafiqul  Alam.  Removal  of Copper  from  Aqueous  Solution  Using
Orange  Peel,  Sawdust  and  Bagasse.  Pak.  J.
Anal.  Environ.  Chem.;  Vol.  8,  No.  1  &  2. 2007 [7] Hendri,  Zulfi,  M.Sn  dan  Arianingrum, Retno, M.Si, Penerapan Teknologi Pemanfaatan  Kulit  Salak  Pada  Produk Keramik Guna Peningkatan Usaha Kerajinan  Keramik  Di  Kecamatan  Jetis, Kabupaten Bantul, 2010. Universitas Negeri
Yogyakarta.
[8] Hernandez. Joan Rollog, Sergio C Capareda, dan  Froilan  L.  Aquino.  Activated  Carbon Production  From  Pyrolysis  And  Steam Activation  Of  Cotton  Gin  Trash.  Beltwide
Cotton Conferences, New Orleans. 2007.
[9] Kaewprasit, Chongrak, Eric Hequet, Noureddine  Abidi,  and  Jean  Paul  Gourlot, Quality Measurements Application of Methylene Blue Adsorption to Cotton Fiber Specific  Surface Area Measurement: Part I. Methodology,  The  Journal  of  Cotton Science, Vol. 2 (1998) :164-173
[10]  Kwaghger, A dan Ibrahim J.S. Optimization of  Conditions  for  the  Preparation  of Activated  Carbon  from  Mango  Nuts  using HCl.    American  Journal  of  Engineering Research  (AJER).  Volume-02.  Issue-07.
2013; hal. 74-85
[11]  Legrouri.  K.,  M.  El  Harti,  M.  Oumam,  E. Khouya,  R.  Wahbi,  H.  Hannache  dan  A. Zarrouk.  Characterization  And  Evaluation Performance Of Activated Carbon Prepared From  Coconut  Shell  Argan.  Journal  Of Chemical  And  Pharmaceutical  Research,
Vol. 4(12) , 2012.
[12]  Lyle  F.  Albright,  (2009),  “Albright’s Chemical  Engineering  Handbook”,  USA, CRC Pres
[13]  Marsh.  Harry  “Activated  Carbon”,  Elsevier Science & Technology Books, Sanfransisco, (2006), hal.121
[14]  Okeola.  O.F,  E.O.  Odebunmi  dan  O.M. Ameen,  Comparison  Of  Sorption  Capacity And  Surface  Area  Of  Activated  Carbon Prepared  From  Jatropha  Curcas  Fruit
Pericarp  And  Seed  Coat,  Bull.  Chem.  Soc. Ethiop, 26(2) 2012 : hal 137-142
[15]   Patil  B.  S  dan  K.  S.  Kulkarni  Development
Of  High  Surface  Area  Activated  Carbon From  Waste  Material.  International  Journal Of  Advanced  Engineering  Research  And studies. Vol. I. 2002
[16]  Sahira,  Joshi,  Adhikari  Mandira,  Pokharel Bhadra  Prasad  and  Pradhananga  Raja  Ram, Effects  of  Activating  Agents  on  the Activated  Carbons  Prepared  from  Lapsi Seed  Stone,  Research  Journal  of  Chemical Sciences, ISSN 2231-606X ; Vol. 3(5) 2013: hal. 19-24
[17]  Saksule,  Ashish  S.,  Pallavi  A.  Kude, Adsorbents  From  Karanja  Seed  Oil  Cake and  Applications,  International  Journal  Of Chemical Engineering And Applied
Sciences,    ISSN  2278  –1366  Vol.  2  (13). 2012: hal 13-25 [18]  Suhendarwati,  Lina,  Bambang  Suharto,  dan Lillya Dewi Susanawati, Pengaruh Konsentrasi  Larutan  Kalium  Hidroksida pada  Abu  Dasar  Ampas  Tebu  Teraktivasi, Jurnal  Sumberdaya  Alam  dan  Lingkungan, Vol. 19, 2012
[19]  Sukewijaya, M, N. Rai and M.S. Mahendra, Development of salak bali as an organic fruit, As. J. Food Ag-Ind. ISSN 1906-3040. 2009
[20]     Srisa-Ard  Samarn.  Preparation  Of  Activated Carbon  From  Sindora  Siamensis  Seed  And
Canarium  Sublatum  Guillaumin  Fruit  For Methylene  Blue  Adsorption.    International Transaction Journal Of Engineering, Management,  &  Applied  Sciences  &
Technologies. Vol. 5 No.4. 2014.
[21]  Titus.  Yilleng  Moses,  Ochigbo  Victor, Nwankwere  Emeka  Thompson,  Sunday Moses,  Nwadiogbu  Onyebuchi  Joseph,
Kagbu  James  A.  dan  Gimba  Casimire Emmanuel.  Adsorption  Of  Carbofuran  On Granulated Activated Carbon From Canaruim Schweinfurthii Seed Shell.
International  Journal  Of  Scientific  & Engineering Research, Volume 4, 2013.
[22]   Wang, Jun, Fu-An, Meng Wang, Ning Oiu, Yao Liang, Shui-Qiu Fang, dan Xing Jiang, Preparation  Of  Activated  Carbon  From  A Renewable  Agricultural  Residu  Of  Pruning Mulberry  Shoot,  African  Journal  Of Biotechnology, Vol. 9 (19). 2010
[23]  Zhong,  Zhuo-Ya,  Qi  Yanga,  Xiao-Ming  Li, Kun  Luo,  Yang  Liua,  Dan  Guang-Ming Zeng.  Preparation  Of  Peanut  Hll-Based
Activated  Carbon  By  Microwave-Induced Phosphoric Acid Activator And Its Application  In  Remozal  Brilliant  Blue  R Adsorption,  Elsevier,  Vol.  2012:  Hal.  178- 18