## UJI KUALITAS KARBON AKTIF DARI KULIT UBI KAYU (MANIHOT ESCUENTA CRANTZ)
Lazulva,Wiwit Widia Sari
Program Studi Pendidikan Kimia, Universitas Islam Negeri SUSKA Riau Email: lazoelva_l154@yahoo.com

## ABSTRAK
Kulit  ubi  kayu  merupakan  limbah  agroindustri  seperti  industri  tepung  tapioka,  industri  fermentasi  dan industri  produk  makanan.  Jumlah  limbah  kulit  ubi  kayu  yang  cukup  besar  bila  tidak  ditangani  dengan baik  dan  benar  dikhawatirkan  akan  menimbulkan  masalah  pencemaran  lingkungan.  Salah  satu  upaya pemanfaatan limbah kulit ubi kayu yaitu dilakukan dengan mengolahnya menjadi karbon aktif. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui pengaruh suhu karbonisasi terhadap kualitas karbon aktif yang dihasilkan dari kulit ubi kayu dan mengetahui suhu optimum untuk mendapatkan karbon aktif dengan kualitas yang bagus. Penelitian ini dilakukan dengan menggunakan variasi suhu karbonisasi yaitu suhu 300 0 C, 450 0 C dan  suhu  600 0 C,  serta  diaktivasi  secara  kimia  dengan  KCl  10  %.  Pengujian  kualitas  karbon  aktif dilakukan terhadap rendemen, kadar air, kadar abu, daya serap terhadap Iod dan methylene blue. Kualitas karbon aktif dari kulit ubi kayu yang paling baik adalah karbon aktif yang dikarbonisasi pada suhu 600 0 C dengan hasil rendemen 16,844 %, kadar air 2,910 %, kadar abu 1,920 %, daya serap terhadap iod 792,427 mg/g dan daya serap terhadap methylene blue 19,925 mg/g.
Kata Kunci : karbon aktif, ubi kayu,

## 1. PENDAHULUAN
Limbah  pertanian  yang  tidak  termanfaatkan dapat  mencemari  lingkungan  dan  mengganggu estetika.  Limbah  pertanian  dapat  diubah  menjadi arang  dan  karbon  aktif  yang  kemudian  dapat dimanfaatkan  sebagai  pengendali cemaran  bahan agrokimia (pestisida dan pupuk) dan logam berat di  lahan  pertanian  melalui  ameliorasi.  Berbagai hasil  pertanian  dan  limbah  pertanian  yang mengandung kadar selulosa tinggi dapat digunakan sebagai bahan baku dalam pembuatan karbon aktif [1].
Bahan  baku  yang  berasal  dari  hewan, tumbuh-tumbuhan,  limbah  ataupun  mineral  yang mengandung  karbon  dapat  digunakan  sebagai bahan  pembuatan  karbon  aktif,  antara  lain:  kayu lunak, tulang, sekam, tongkol jagung, tempurung kelapa,  dan  sebagainya.  Menurut  Jankowska, karbon  aktif  dapat  dibuat  dari  biji  buah-buahan, dan kulit kacang-kacangan.
Sebagai tanaman pangan, ubi kayu merupakan  sumber  karbohidrat  bagi  sekitar  500 juta manusia di dunia. Sebagai sumber karbohidrat, ubi kayu merupakan penghasil kalori terbesar  dibandingkan  dengan  tanaman  lain.  Di
Indonesia  ubi  kayu  dijadikan  makanan  pokok nomor tiga setelah padi dan jagung [2]. Ubi kayu merupakan  makanan  yang  dapat  diolah  untuk mendapatkan  suatu  hasil  yang  lebih  dapat dirasakan manfaatnya, yaitu dengan cara mengolah ubi kayu menjadi tepung tapioka, tape, kripik dan sebagainya.
Dalam pengolahannya menjadi bahan makanan  manusia,  kulit  ubi  kayu  mengalami pengelupasan  kulit  terlebih  dahulu.  Dengan  kata lain  kulit  luar  ubi  kayu  merupakan  limbah  hasil pengolahan  ubi  kayu  yang  ternyata  jumlahnya sangat  besar.  Tapi,  Pemanfaatan  kulit  ubi  kayu secara  komersil  masih  relatif  kecil.  Hal  ini disebabkan karena kulit ubi kayu mengandung 3- 5  kali  lebih  banyak  kadar  asam  sianida  (HCN) dari  ubinya  yang  sangat  berbahaya  jika dikonsumsi oleh manusia. Disamping itu, limbah kulit  ubi  kayu  mempunyai  sifat-sifat  kotor,  nilai gizinya  rendah,  kepadatannya  rendah,  serta kandungan abunya cukup tinggi.
Salah satu cara untuk mengatasi limbah kulit ubi  kayu  tersebut  adalah  dengan  membuatnya menjadi  lebih  berguna  dan  mempunyai  nilai ekonomi  yang  lebih  tinggi,  yaitu  sebagai  bahan
baku  pembuatan  karbon  aktif.  Kulit  ubi  kayu dapat  dijadikan  sebagai  bahan  baku  karbon  aktif karena  mengandung  selulosa  yang  tinggi  dan karbon  sebesar  59,31  dalam  persen  beratnya. Pembuatan  karbon  aktif  dilakukan  dengan menggunakan aktivator KCl dengan variasi suhu karbonisasi  300 0 C,  450 0 C  dan  600 0 C.  Suhu karbonisasi merupakan salah satu parameter yang digunakan untuk menentukan kondisi karbonisasi yang  sesuai,  sehingga  memungkinkan  kita  untuk memperoleh  karbon  aktif  dengan  kualitas  yang bagus  dan  sesuai  dengan  standar  yang  telah  di tentukan.

## 2. METODOLOGI PENELITIAN

## Alat
Alat-alat  yang  digunakan  adalah  labu  ukur, batang  pengaduk,  erlenmeyer,  beaker  glass, desikator, corong, muffle furnace, neraca analitik, spektrofotometer  UV-VIS,  seperangkat  alat titrasi, magnetik stirer, oven.

## Bahan
Kulit  ubi  kayu,  KCl  10%,  air  suling, methylene  blue 0,  2,  4,  6,  10  dan  100  ppm, larutan  amilum  1  %,  larutan  Na 2 S 2 O 3 0,1  N, larutan iodium 0,1 N, HCl 0,5 N.
Sampel  Kulit  ubi  kayu  yang  berwarna  putih dibersihkan,  kemudian  dijemur  sampai  kering. Setelah  itu,  kulit  ubi  kayu  tersebut  dipotong kecil-kecil.

## Proses Aktivasi
1500 gram kulit ubi kayu kering dikontakkan dengan  larutan  KCl  10%  di  dalam  mixer  (RTB) selama  1  jam  pada  suhu  50 0 C.  Kemudian  kulit ubi  kayu  ditiriskan  dan  dioven  selama  24  jam pada suhu 120 0 C [3].

## Proses Karbonisasi
Kulit ubi kayu yang telah dikeringkan dengan oven,dikarbinisasi  dengan  furnace  elektrik  dan dikarbonisasi  pada  suhu  (T)  yaitu  300 0 C,  450 0 C, dan  600 0 C.  Kecepatan  kenaikan  suhu  furnace sebesar  10 0 C/menit  dari  suhu  ruangan  (berkisar 29 0 C)  sampai  suhu  yang  diinginkan  tercapai. Lamanya waktu (t) karbonisasi adalah 1 jam.

## Proses Netralisasi
Karbon  aktif  yang  terbentuk  dinetralkan dengan  larutan  HCl  0,5  N  dan  dicuci  dengan aquades  panas  dan  dingin  sehingga  tercapai  pH 6,5.  Selanjutnya  karbon  aktif  dikeringkan  di dalam oven selama 2 jam pada suhu 110 0 C.

## Uji Kualitas Karbon Aktif
Rendemen (ASTM, 1979 dan SNI, 1995)
Karbon  aktif  yang  sudah  diperoleh  terlebih dahulu dibersihkan, kemudian ditimbang.

## Kadar Air (ASTM, 1971 dan SNI, 1995)
Sebanyak  5  gram  sampel  yang  telah dihaluskan  ditempatkan  dalam  cawan,  kemudian dikeringkan dalam oven pada suhu 105 0 C selama 3 jam  hingga  bobot  konstan.  Selanjutnya sampel didinginkan  dalam  eksikator  selama  15  menit. Kemudian ditimbang beratnya.

## Kadar Abu Total (ASTM, 1971 dan SNI,1995)
Sebanyak  5  gram  sampel  ditimbang  didalam cawan,  kemudian  dikeringkan  di  dalam  oven pada suhu 105 0 C selama 1 jam sampai mencapai bobot konstan. Kemudian dipanaskan pelan-pelan diatas  bara  sampai  asap  berhenti  mengepul. Setelah  itu,  dimasukkan  ke  dalam  furnace  dan diabukan pada suhu 650 0 C selama 2 jam sampai terbentuk abu putih. Abu yang terbentuk dibasahi air  suling,  dikeringkan  dengan  penangas  air, kemudian  pada hot  plate ,  kemudian  diabukan kembali sampai dapat bobot konstan.

## Daya Serap Terhadap IOD (SNI, 1995)
Ditimbang karbon aktif sebanyak 1 gram dan dimasukkan  ke dalam erlenmeyer , selanjutnya di tambahkan dengan 25 ml larutan iod monoklorida  dan  erlenmeyer  ditutup  dengan tutup yang telah dibasahi dengan KI, kemudian di kocok  dengan  hati-hati  dan  di  simpan  ditempat yang gelap selama 2 jam, kedalam erlenmeyer di
tambahkan  10  ml  larutan  kalium  Iodida  (KI)  20 %  dan 150  ml  air  suling, kemudian  dikocok  dan seterusnya dititrasi dengan larutan tiosulfat 0,1 N.
Daya Serap Terhadap Methylene Blue
Karbon aktif diambil sebanyak 0,1 gram lalu ditambahkan  larutan methylene  blue 100  ppm sebanyak  20  ml  kemudian  ditempatkan  dalam erlenmeyer 50 ml dan ditutup dengan aluminium foil, sampel diaduk menggunakan magnetik stirer selama 15 menit dan didiamkan selama 30 menit. Larutan  hasil  pengadukan  disaring  dan  filtratnya dianalisis  menggunakan  spektrofotometri  UV- VIS  pada  panjang  gelombang  maksimum  yang telah  diperoleh.  Absorbansi  yang  dihasilkan  dari pengukuran UV-VIS dimasukkan dalam persamaan linear kurva standart untuk mengetahui  konsentrasi  akhir methylene  blue yang  telah  diinteraksikan  dengan  karbon  aktif. Jumlah methylene blue yang diserap oleh karbon aktif ditentukan berdasarkan perbedaan konsentrasi methylene blue sebelum dan sesudah penyerapan.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Karbon  aktif  yang  telah  terbentuk  dengan variasi  suhu  pemanasan  diuji  kualitasnyadengan menetukan  nilai  rendemen,  kadar  air,  kadar  abu, daya serap terhadap iod dan daya serap terhadap methylene blue .
Rendemen Rendemen karbon aktif yang dihasilkan pada penelitian ini berkisar antara (40,318 – 16,844)%. Rendemen  yang  tertinggi  dihasilkan  oleh  karbon aktif  yang  dikarbonisasi  pada  suhu  300 0 C  yaitu 40,318  %,  sedangkan  rendemen  yang  terendah dihasilkan  oleh  karbon  aktif  yang  dikarbonisasi pada  suhu  600 0 C  yaitu  16,844  %.  Nilai rendemen  yang  bagus  adalah  karbon  aktif  yang dikarbonisasi  pada  suhu  300 0 C,  karena  semakin tinggi  nilai  rendemen  tersebut  maka  semakin banyak  karbon  aktif  yang  terbentuk.  Jadi,  hanya sedikit  dari  sampel  yang  teroksidasi  pada  proses karbonisasi.
Meningkatnya suhu karbonisasi juga cenderung  mengakibatkan  turunnya  rendemen arang  aktif  yang  dihasilkan.  Hal  ini  disebabkan karena  panas  akan  mempercepat  laju  reaksi
antara  karbon  dengan  uap  air,  sehingga  semakin banyak  karbon  yang  terkonversi  menjadi  H 2 O dan CO 2 dan semakin sedikit karbon yang tersisa yang  mengakibatkan  rendemen  arang  aktif  yang diperoleh  sedikit[4].  Hal  ini  sesuai  dengan  teori kinetika  yaitu  semakin  tinggi  suhu  reaksi  yang digunakan,  maka  laju  reaksi  akan  bertambah cepat.

## Kadar Air
Penetapan kadar air bertujuan untuk mengetahui  sifat  higroskopis  karbon  aktif.  Dari hasil  penelitian  ini  kadar  air  yang  dihasilkan berkisar  antara  (4,390-2,910)  %.  Kadar  air tertinggi  dihasilkan  oleh  karbon  aktif  yang dikarbonisasi  pada  suhu  300 0 C  yaitu  4,390  %, sedangkan  kadar  air  terendah  dihasilkan  oleh karbon aktif yang dikarbonisasi pada suhu 600 0 C yaitu  2,910  %.  Kadar  air  yang  dihasilkan  pada penelitian  ini  sudah  memenuhi  SNI  yaitu maksimal 4,5 %.
Dapat  dilihat  dari  hasil  penelitian  bahwa peningkatan suhu karbonisasi akan menyebabkan penurunan  kadar  air  pada  karbon  aktif  yang dihasilkan, dengan kata lain semakin tinggi suhu karbonisasi  maka  kadar  air  yang  dihasilkan karbon  aktif  semakin  rendah.  Suhu  karbonisasi mempengaruhi  besarnya  zat-zat volatile yang berpindah  saat  terjadi  dekomposisi thermal. Jika semakin  tinggi  temperatur karbonisasi  maka  zat- zat  yang  mudah  menguap  akan  berkurang[5]. Kadar  air  yang  tinggi  dapat  menurunkan  mutu karbon aktif karena dapat mengurangi daya serap terhadap gas atau cairan [6].

## Kadar Abu
Kadar abu yang dihasilkan pada penelitian ini berkisar  antara  (1,920  –  2,730)  %.  Kadar  abu tertinggi  dihasilkan  oleh  karbon  aktif  yang dikarbonisasi  pada  suhu  300 0 C  yaitu  2,730  %, sedangkan  kadar  abu  terendah  dihasilkan  oleh karbon aktif yang dikarbonisasi pada suhu 600 0 C yaitu  1,920  %.  Pada  tabel  diatas  dapat  dilihat bahwa Kadar abu yang dihasilkan pada penelitian ini sudah memenuhi SNI yaitu karbon aktif yang dikarbonisasi  pada  suhu  450 0 C  dan  pada  suhu karbonisasi  600 0 C.  Kadar  abu  yang  terkandung
di  dalam  karbon  aktif  yang  diperbolehkan menurut SNI yaitu 2,5 %.
Berdasarkan  hasil  yang  diperoleh  bahwa peningkatan suhu karbonisasi akan menyebabkan penurunan  kadar  abu  pada  karbon  aktif  yang dihasilkan[7].  Suhu  karbonisasi  berhubungan dengan  besarnya  energi  yang  dibutuhkan  oleh makromolekul  untuk  memungkinkan  terjadinya pemutusan ikatan hidrokarbon, sehingga kandungan  karbon  meningkat  dan  pengotor (kadar abu)  semakin  kecil.  Semakin  tinggi  kadar abu maka semakin banyak pula kandungan bahan anorganik  dalam  bahan  dan  akan  mengurangi daya  serap  karbon  aktif,  karena  kandungan mineral  yang  terdapat  dalam  abu  menyebar dalam kisi-kisi karbon aktif.

## Daya Serap Terhadap Iod
Uji iod merupakan parameter untuk mengetahui  kemampuan  karbon  aktif  dalam menyerap  molekul-molekul  kecil  dan  zat  dalam fase  cair.  Daya  serap  karbon  aktif  terhadap  iod yang  dihasilkan  dalam  penelitian  ini  berkisar antara  (235,273  –  792,427)  mg/g.  Daya  serap terhadap  iod  yang  tertinggi  dihasilkan  oleh karbon aktif yang dikarbonisasi pada suhu 600 0 C adalah  792,427  mg/g,  sedangkan  daya  serap terhadap  iod  yang  terendah  dihasilkan  oleh karbon aktif yang dikarbonisasi pada suhu 300 0 C adalah  235,273  mg/g.  Daya  serap  terhadap iodium  menurut  SNI  yaitu  minimal  750  mg/g. Daya serap terhadap iodium yang dihasilkan dari penelitian  sudah  memenuhi  SNI  yaitu  karbon yang  dikarbonisasi  pada  suhu  600 0 C  sekitar 792,427 mg/g.
Menurut  Pari et  al ,  tinggi  rendahnya  daya serap  karbon  aktif  terhadap  Iodin  menunjukkan banyaknya  dimeter  pori  arang  aktif  yang berukuran  10  Ǻ[8].  Karbon  aktif  dengan kemampuan  menyerap  iodnya  tinggi  berarti memiliki  luas  permukaan  yang  lebih  besar  dan juga  memiliki  struktur  mikro  dan  mesoporous yang  lebih  besar.  Rendahnya  daya  serap  karbon aktif  dapat disebabkan  oleh  kerusakan  atau  erosi dinding  pori  karbon  dan  juga  menggambarkan sedikitnya struktur mikropori yang terbentuk dan kurang  dalam.  Semakin  tinggi  suhu  karbonisasi
maka  semakin  luas  permukaan  karbon  aktif, sehingga daya adsorpsinya juga besar.
Daya Serap Terhadap Methylene Blue Adsorpsi Methylene  Blue telah  banyak dilakukan  untuk  menentukan  kapasitas  adsorpsi karbon  aktif.  Penetapan  ini  bertujuan  untuk mengetahui  kemampuan  karbon  aktif  untuk menyerap larutan berwarna dan menentukan luas permukaan pori karbon aktif.
Penentuan  daya  serap  terhadap Methylene Blue dilakukan dengan menggunakan Spektofotometer UV-Visible pada panjang gelombang  665  nm.  Daya  serap  karbon  aktif terhadap Methylene  Blue yang  dihasilkan  dari karbon yang dikarbonisasi pada suhu 300 0 C, 450 0 C,  dan  650 0 C,  berkisar  antara  (18,237  19,925) mg/g.  Daya  serap  karbon  aktif  terhadap Methylene  blue yang  tertinggi  dihasilkan  oleh karbon aktif yang dikarbonisasi pada suhu 600 0 C yaitu 19,925 mg/g, sedangkan daya serap karbon aktif  terhadap methylene  blue yang  terendah dihasilkan  oleh  karbon  aktif  yang  dikarbonisasi pada suhu 300 0 C yaitu 18,237 mg/g. Daya serap karbon  aktif  terhadap Methylene  Blue yang dihasilkan  dari  penelitian  ini  belum  memenuhi Standar Nasional Indonesia (SNI) yaitu 120 mg/g untuk  serbuk  karbon  aktif  dan  60  mg/g  untuk butiran.

## 4. KESIMPULAN
Perbedaan  suhu  karbonisasi  memberikan pengaruh  terhadap  kualitas  karbon  akif  yang dihasilkan,  semakin  tinggi  suhu  karbonisasi, maka  kualitas  karbon  aktif  yang  dihasilkan  akan semakin baik, tapi suhu optimal untuk pembuatan karbon aktif secara kimia ini adalah suhu 600 0 C. Pada suhu 600 0 C dihasilkan kualitas karbon aktif yang sudah memenuhi SNI. Nilai kualitas karbon aktif  pada  suhu  600 0 C  yaitu  rendemen  adalah 16,844,  kadar  air  adalah  2,910  %,  kadar  Abu adalah  2,210  %,  daya  serap  terhadap  Iodium adalah 792,427 mg/g, Sedangkan untuk Methylene  Blue belum  mencapai  SNI,  nilainya 19,925 mg/g.

## 5. DAFTAR PUSTAKA
Widyastuti  &  Sunardi.  2007.  Karakteristik
Karbon Aktif dari Alang-alang
(Imperata)  yang  Dibuat  dengan  Cara Kimia,  Jurnal  Kimia  dan  Teknologi, Universitas SetiaBudi.
Prihandana,  Rama  dkk.  2008.  Bioetanol  Ubi Kayu Bahan Bakar Masa Depan. Jakarta: AgroMedia Pustaka.
Ikawati,  Melati.  Pembuatan  Karbon  Aktif  dari Limbah  Kulit  Singkong  UKM  Tapioka Kabupaten  Pati.  Jurusan  Teknik  Kimia Fakultas Teknik Universitas Diponegoro. Sudradjat R., Anggorowati & D. Setiawan. 2005.
Pembuatan  Arang  Aktif  dari  Kayu  Jarak Pagar  (Jatropha  curcas  L.).  Jurnal Penelitian  Hasil  Hutan.  Bogor:  Pusat Litbang Hasil Hutan.
Jankowska,  H.,  Swiatkowski,  A.,  Choma,  J. Active Carbon. 1991. Horwood. London. Irmanto, Suyata. 2009. Penurunan kadar Amonia,
Nitrit,  dan  Nitrat  Limbah  Cair  Industri Tahu  Menggunakan  Arang  Aktif  Dari Ampas  Kopi.  Molekul,  Vol.  4.  No.  2: 105-114
Windy  Zamrudy.  2008.  Pembuatan  karbon  Aktif Dari  Ampas  Biji  Jarak  Pagar  (Jatropha Curcas Linn). Jurnal Teknologi Separasi, Vol. 1 No.2 – ISSN 1978-8789.
Pari,  G.  &  Hendra,  Djeni.  2005.  Pengaruh  lama waktu  aktivasi  dan  konsentrasi  asam fosfat  terhadap  mutu  arang  aktif  kulit kayu  Acacia  mangium.  Jurnal  Penelitian Hasil  Hutan.(Bogor:  Pusat Litbang  Hasil Hutan)
Sembiring,  Meilitia  Tryana,dkk.  2003.  Arang
Aktif (Pengenalan dan Proses Pembuatannya).  USU:  Digital  Library. Hal 1-9. Petrus, Darmawan., Pembuatan Dan
Karekterisasi  Karbon  Aktif  Dari  Kulit
Ubi  Kayu.  Jurnal  Kimia  Dan  Teknologi
ISSN 0216-163.
.