## PREPARASI DAN KARAKTERISASI KARBON DARI “BLOTONG” LIMBAH PABRIK GULA PADA BERBAGAI SUHU KARBONASI

## PREPARATION AND CHARACTERIZATION CARBON FROM ”BLOTONG” WASTE IN SUGAR INDUSTRY WITH VARIATION IN CARBONATION TEMPERATURE
Fery Eko Pujiono, Tri Ana Mulyati
Info Artikel Abstrak
Latar  belakang: Blotong  dari  limbah  pabrik  gula  menimbulkan  permasalahan lingkungan  karena  jumlahnya  yang  melimpah.  Disisi  lain,  Blotong  dapat dimanfaatkan  sebagai  bahan  baku  pembuatan  karbon.  Sintesis  karbon  dapat dilakukan  melalui  proses  karbonasi,  yaitu  pemecahan  bahan-bahan  organik menjadi  karbon. Karbonasi  dapat  dilakukan  pada  berbagai  suhu  mulai  dari  350- 900ºC,  tergantung  prekursor  karbon  yang  digunakan Tujuan: Menetukan karakterisasi  karbon  dari  blotong  dengan  berbagai  variasi  suhu. Metode  : Pada Tahap  preparasi,  sampel  dikeringkan  pada  suhu  105ºC  selama  4  jam,  sedangkan pada  tahap  karbonasi,  sampel  difurnace  pada  berbagai  suhu  karbonasi  selama  2 jam.  Hasilnya  ditumbuk  dan  diayak  pada  ayakan  100  mesh. Hasil: Pola Difragtogram  menunjukkan  puncak  difusi  melebar  pada  sudut  pendek  6°-20° menunjukkan  struktur  karbon  yang  amorf  dan  heterogen.  Hasil  analisa  FTIR menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu karbonasi maka semakin kecil intensitas puncak pada panjang gelmbang 1625-1610 cm -1 yang menunjukkan adanya C=C. Hal  ini  didukung  dengan Puncak  pada  panjang  gelmbang  3500-3300  cm -1 yang menunjukkan adanya gugus O–H Simpulan dan saran: Hasil penelitian ini  menunjukkan  bahwa  suhu  optimasi  mempengaruhi  struktur  dari  karbon  yang dihasilkan  dan  suhu  optimum  untuk  pembuatan  karbon  aktif  adalah  500 o C.  Perlu dilakukan  penelitian  tentang  pembuatan  karbon  aktif  dari  blotong  dengan  suhu karbonasi 500 o C.

## Sejarah Artikel:
Diterima: 02 November 2017 Disetujui 15 Desember 2017
Dipublikasikan 16 Desember 2017

## Kata Kunci:
Blotong, Karbon,
Variasi Suhu Keywords: Blotong, Carbon, Variation in carbonation temperature

## Abstract
Background: Blotong  or  filter  cake  from  sugar  industry  have  made  many enviromental  problem.  On  the  other  hand,  Blotong  can  be  made  carbon.  Carbon can  be  synthesized  by  variation  in  carbonization  temperature  fromk  350 o C  – 900 o C . Methods: Blotong were dried at 105ºC for 4 hours. Then, the samples were fryed at various carbonation temperatures for 2 hours. The result is sieved on a 100 mesh Results: The  Diffragtogram  pattern  shows  the  broad  of  diffusion  peak indicating  an amorphous and  heterogeneous carbon structure.  Spectra from  FTIR show that the higher the carbonation temperature, the smaller the peak intensity at at  wavelength  1625-1610  cm -1 show  C  =  C.  This  is  supported  by  Peak  at wavelength  3500-3300  cm -1 which  indicates  the  presence  of  an  O-H  group Conclusions and suggestions: The optimization temperature affects the structure of  the  carbon  produced  and  the  optimum  temperature  for  synthesis  of  activated carbon  is  500 o C.  Research  about  synthesis  activated  carbon  from  blotong  with carbonation temperature 500 o C will be done.
Fery Eko Pujiono | Preparasi Dan Karakterisasi Karbon….. Jurnal Wiyata, Vol. 4 No. 2 Tahun 2017

## PENDAHULUAN
Blotong  atau  biasa  disebut filter  cake merupakan  hasil  samping  dari  proses  klarifikasi nira  tebu    di  industri  pabrik  gula [1] Blotong  biasanya  akan  menjadi  masalah  pencemaran lingkungan bila sudah menumpuk dalam jumlah besar. Sampai saat ini, blotong masih menjadi suatu  permasalahan  sesrius  karena  masyarakat  belum  tertarik  memanfaatkan  blotong  karena nilai  ekonomi  blotong  yang  rendah.  Hal  ini  ditunjukkan  oleh  masih  sedikitnya  penelitian mengenai blotong. Beberapa penelitian pemanfaatan blotong yang telah dilaporkan, antara lain sebagai  pupuk  organik [1] ,  dan  bahan  campuran  batu  bata [2] .  Disamping  itu,  menurut Marwahyudi, (2013) blotong masih mengandung ampas tebu dan sedikit tetes tebu. Ampas tebu mengandung  senyawa  selulosa,  hemiselulosa,  lignin,  dan  pektin  sehingga  cocok  digunakan sebagai  sumber  karbon [3] .  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  blotong  dapat  dimanfaatkan  sebagai karbon.
Sintesis  karbon  dapat  dilakukan  melalui  proses  karbonasi,  yaitu  pemecahan  bahan- bahan  organik  menjadi  karbon.  Pada  saat  proses  karbonasi,  unsur  hidrogen  dan  oksigen  akan menguap sebagai gas, sedangkan unsur C akan membentuk cincin aromatis yang tidak beraturan sehingga menciptakan celah bebas diantara bidang [4] . Karbonasi dapat dilakukan pada berbagai suhu mulai dari 350-900ºC, tergantung prekursor karbon yang digunakan [5] . Aripin dkk, (2009) melaporkan bahwa suhu karbonasi optimum pada limbah kayu cemara adalah 500ºC. Disisi lain hasil penelitian Nasal, dkk. (2013) melaporkan bahwa suhu optimum karbonasi pada tetes tebu adalah  780ºC.  hasil  berbeda  dilaporkan  oleh  Labbani,  dkk.  (2015),  yang  berhasil  mensintesis ampas  tebu  pada  suhu  350ºC.  Hal  ini  menunjukkan  bahwa  perlu  ditentukan  suhu  optimum karbonasi pada blotong.
Suhu  karbonasi  sangat  berpengaruh  terhadap  karakteristik  karbon  yang  dihasilkan. Destyorini  dkk.,  (2010)  melaporkan  bahwa  ada  pengaruh  suhu  karbonasi  terhadap  pola difraktogram  dan  morfologi  karbon  dari  serabut  kelapa.  Hal  serupa  juga  dilaporkan  Siahaan dkk.,  (2013)  yang  melaporkan  bahwa  karbon  dari  sekam  padi  yang  dikarbonasi  pada  berbagai suhu akan memiliki kadar air, dan kadar abu yang berbeda-beda. Disisi lain penelitian mengenai karakterisasi  karbon  dari  blotong  pada  berbagai  suhu  karbonasi  belum  pernah  dilaporkan. Berdasarkan hal ini maka diteliti preparasi dan karakterisasi karbon dari blotong pada berbagai suhu karbonasi. Karakteristik karbon yang diteliti yaitu Kadar air, kadar abu, FTIR, dan XRD.

## METODE PENELITIAN
Jenis Penelitian yang digunakan adalah eksperimental. Sampel yang digunakan adalah blotong  limbah  PG.  Mrican. Tahapan  penelitian yang  dilakukan  adalah  preparasi  sampel, karbonasi  sampel,  uji  kadar  air  dan  abu,  serta  karakterisasi  karbon. Variabel  independen adalah  suhu  karbonasi  yaitu  350ºC,  500ºC,  dan  700ºC,  sedangkan variabel  dependen adalah kadar  air,  kadar abu, dan karakteristik karbon. Metode yang digunakan  adalah modifikasi dari penelitian  Labbani  dkk.,  2015  dan  Nazzal  dkk.,  2013.  Pada  Tahap  preparasi,  sampel dikeringkan pada suhu 105ºC selama 4 jam, sedangkan pada tahap karbonasi, sampel difurnace pada  berbagai  suhu  karbonasi  selama  2  jam.  Hasilnya  ditumbuk  dan  diayak  pada  ayakan  100 mesh. Instrumen yang digunakan adalah difraktometer Sinar-X (XRD-JEOL), spektrofotometer FTIR  (8400S  Shimadzu).  Pada  penelitian  ini  seluruh  karbon  dikarakterisasi  dengan  FTIR  dan XRD. Sampel dengan karakterisasi optimum, selanjutnya dikarakterisasi dengan SEM-EDX
Fery Eko Pujiono | Preparasi Dan Karakterisasi Karbon….. Jurnal Wiyata, Vol. 4 No. 2 Tahun 2017

## HASIL PENELITIAN
Hasil  karbonasi  ditunjukkan  pada  Gambar  1.  yang  menunjukkan  bahwa  suhu  karbonasi dapat mempengaruhi warna karbon. Adapun % yield karbon ditunjukkan pada Tabel 1.
Tabel 1. % yield Karbon
Sampel % yield C-350ºC 51,2 C-500ºC 40,8 C-700ºC 33,2
Seluruh  karbon  yang  terbentuk  selanjutnya  diukur  kadar  air  dan  kadar  abunya  serta dikarakterisasi dengan FTIR, XRD, dan SEM-EDX. Kadar air dan kadar abu ditunjukkan pada Tabel  2,  yang  menunjukkan  bahwa  suhu  karbonasi  dapat  mempengaruhu  kadar  air  dan  kadar abu karbon.
Tabel 2. Kadar air dan Abu Karbon Sampel Kadar air (%) Kadar Abu (%) C-350ºC 18,72 15,01 C-500ºC 13,45 10,33 C-700ºC 1,93 25,42
Difraktogram  ditunjukkan  pada  Gambar  2,  sedangkan  spektra  FTIR  ditunjukkan  pada Gambar  3,.  Berdasarkan  Gambar  2,  dan  3dapat  diketahui  bahwa  suhu  karbonasi  dapat mempengaruhi karakteristik karbon yang terbentuk.
Gambar 1 (a) C-350ºC (b) C-500ºC (c) C-700ºC a b c
Jurnal Wiyata, Vol. 4 No. 2 Tahun 2017
0 10 20 30 40
50 60 70 2  C350 C700 C500 Gambar 2. Pola Difraktogram Kabon * * * * *
Gambar 3. Spektra FTIR
Fery Eko Pujiono | Preparasi Dan Karakterisasi Karbon….. Jurnal Wiyata, Vol. 4 No. 2 Tahun 2017

## PEMBAHASAN
Berikut  ini  akan  dibahas  seluruh  hasil  penelitian  mulai  dari  preparasi  sampel  sampai karakterisasi karbon.

## Preparasi Sampel
Gambar  1  menunjukkan  bahwa  secara  fisik,  blotong  sebelum  dikeringkan  masih mengandung  air  (basah),  berwarna  hitam  kecoklatan,  tekstur  kasar  dan  berbau  menyengat. Disisi  lain  setelah  dikeringkan  blotong  memiliki  karakteristik  teskstur  lebih  kasar  dan  kering, berwarna coklat kehitaman, serta sudah tidak berbau.
Gambar  2  menunjukkan  bahwa  Setelah  proses  karbonasi,  didapatkan  warna  karbon yang  berbeda-beda.  Karbon  hasil  karbonasi  dengan  suhu  350ºC  selanjutnya  disebut  C-350ºC, sedangkan  hasil  karbonasi  suhu  500ºC  disebut  C-500ºC  dan  suhu  700ºC  disubut  C-700ºC. Karbon  C-350ºC  berwarna  hitam  kecoklatan,  C-500ºC  berwarna  hitam  pekat,  sedangkan  C- 700ºC  berwarna  putih  kecoklatan.  Secara  fisik,  biasanya  karbon  merupakan  material  yang berwarna  hitam.  Pada  penelitian  ini,  C-500ºC  merupakan  satu-satunya  karbon  yang  berwarna hitam  pekat,  sehingga  secara  visual,  suhu  karbonasi  yang  cocok  untuk  sampel  Blotong  adalah 500ºC.
Tabel 1 menunjukkan bahwa semakin tinggi suhu karbonasi, semakin kecil pula persen yield  yang  dihasilkan.  Hal  ini  disebabkan  pada  suhu  karbonasi  yang  lebih  tinggi,  semakin banyak ikatan yang dapat terputus, serta unsur dan gas yang dilepaskan juga semakin banyak [6]

## Uji Kadar Air dan Kadar Abu
Tabel 2 menunjukkan bahwa bahwa semakin besar suhu karbonasi, maka kadar air dan abu  juga  semakin  menurun.  Hal  ini  terjadi  karena  selama  proses  karbonasi  terjadi  pelepasan senyawa-senyawa  volatil  dan  uap  air  dari  karbon.  Namun,  pada  kadar  suhu  karbonasi  700ºC memiliki  kadar  abu  tertinggi  yang  dikarenakan  terjadi  kerusakan  struktur  karbon  sehingga terbentuk abu.

## Karakterisasi Karbon

## XRD
Pada  penelitian  ini  sampel  karbon  dengan  variasi  suhu  dianalisa  dengan  XRD pada sudut 5°-70° untuk melihat perbedaan struktur karbon yang dihasilkan.
Gamber  2  menunjukkan  bahwa  puncak  difusi  melebar  pada  sudut  pendek  6°-20° menunjukkan struktur karbon yang amorf dan heterogen. Puncak ini semakin lebar ditunjukkan pada  suhu  karbonasi  700°C  dan  didukung  oleh  puncak  sekitar  41°  yang  menunjukkan  adanya struktur kristalin karbon [100]. Hal ini menunjukkan bahwa struktur permukaan didominasi oleh karbon [9] .
Karbon  menunjukkan adanya puncak  sekitar 20° dan 42° yang merupakan fase silika. Puncak  20°  terlihat  melebar  pada  karbon  dengan  suhu  karbonasi  350°C  sedangkan  puncak tinggi  pada  suhu  karbonasi  500°C  menunjukkan  struktur  kristalin  karbon  [002]  dan  puncak tinggi  disekitar  42°  pada  suhu  karbonasi  700°  yang  menunjukkan  struktur  karbon  juga didominasi  oleh  silika [9][10] Disisi  lain,  Puncak  disekitar  28°,30°,  dan  34°  yang  terlihat  pada
Fery Eko Pujiono | Preparasi Dan Karakterisasi Karbon….. Jurnal Wiyata, Vol. 4 No. 2 Tahun 2017
suhu  karbonasi  700°  C  menunjukkan  adanya  oksida  logam  yang  berasal  dari  proses  karbonasi sampel pada udara ambient [11] .

## FTIR
Karaktersasi  karbon  dengan  FTIR  bertujuan  untuk  menentukan  gugus  fungsi  yang  ada pada  karbon.  Gambar  3  menunjukkan  bahwa  blotong  yang  dikarbonisasi  pada  berbagai  suhu karbonasi  memliki  spektra  FTIR  yang  berbeda.  Hal  ini  terjadi  karena  saat  proses karbonasi,terjadi pelepasan air dan senyawa-senyawa lain yang bersifat volatil [12] .
Gambar  3  juga  menunjukkan  bahwa  Puncak  pada  panjang  gelmbang  3500-3300  cm -1 yang  menunjukkan  adanya  gugus  O–H  yang  terlihat  bahwa  semakin  tinggi  suhu  maka  reduksi ikatan hidrogen dan pelepasan air semakin besar yang ditunjukkan dengan struktur puncak yang semakin sempit  seperti  yang ditunjukkan pada suhu karbonasi 500ºC dan 700 ºC. Akan tetapi, Suhu karbonasi 700 ºC puncak yang berbeda terdapat pada panjang gelombang sekitar 3700 cm - 1 yang  dikarenakan  adanya  Intervensi  dari  senyawa  –  senyawa  sisa  pemanasan  yang mempengaruhi sisi  aktif hidroksil [13] . Disisi lain, semakin tinggi suhu  karbonasi maka  semakin kecil  intensitas  puncak  pada  panjang  gelmbang  1625-1610  cm -1 yang  menunjukkan  adanya C=C.  Tetapi,  dengan  suhu  700  ºC  yang  mennjukkan  adanya  serapan  pada  panjang  gelmbang 1450-1420 cm -1 yang menunjukkan adanya C-H asimetri yang menunjukkan terbentuknya sisi aktif dari karbon.
Disamping  itu,  puncak  pada  panjang  gelombang  saekitar  1000  cm -1 menunjukkan adanya  gugus  karbonil  dimana  pada  suhu  karbonasi  500  ºC  memiliki  intensitas  paling  tinggi sehinngga perlu adanya aktivasi secara kimia untuk proses aktivasi. Disisi lain, adanya  puncak melebar  700-400  cm -1 yang  menunjukkan  adanya  gugus  C-C  stretching  terbentuk  ketika  suhu karbonasi  700  ºC  dan  500  ºC.  Berdasarkan  alasan  tersebut  maka  dipilih  suhu  500  ºC  untuk dijadikan karbon aktif.

## SIMPULAN
Berdasarkan Penelitian diatas dapat disimpulkan bahwa :
1. Blotong  dapat  digunakan  sebagai  bahan  baku  pembuata  karbon  melalui  proses karbonasi dengan variasi suhu yaitu 350 o C, 500 o C dan 700 o C
2. Suhu karbonasi Optimum untuk sintesis karbon dari blotong adalah 500 o C

## SARAN
Perlu  dilakukan  penelitian  tentang  pembuatan  karbon  aktif  dari  blotong  dengan  suhu karbonasi 500 o C.

## REFERENSI
1. Muhsin,  Ahmad,  2011,  “Pemanfaatan  Limbah  Hasil  Pengolahan  Pabrik  Tebu  Blotong Menjadi Pupuk Organik”, Industrial Engineering Conference , Hal: 1-9
2. Marwahyudi,  2013,  “Mengurangi  Bahan  Baku  Tanah  Sawah  Dengan  Menambah  Limbah “Blotong”  Pada  Pembuatan  Batu  Bata  Ramah  Lingkungan”, Eco  Rekayasa ,  Vol.  9,  Hal. 109-115
Fery Eko Pujiono | Preparasi Dan Karakterisasi Karbon….. Jurnal Wiyata, Vol. 4 No. 2 Tahun 2017
3. Gonchalves,  G.  C., Pereira,  N.  C.,  Veit,  M. T.  2016.  “Production  of  bio-oil  and  activated carbon from sugarcane bagasse and molasses”. Biomass and Bioenergy . Vol: 85. Hal: 178- 186
4. Aripin,  Lestari,  L.,  Sudiana,  I.  N.,  Agusu,  L.,  Idris,  A.,  Adi,  W.  A.,  2009,  “Karakteristik Paramagnetik  Karbon  Aktif  Berpori  Yang  Terperangkap  Dalam  Binder  Polytetra luoroethylene”, Indonesian Journal of Materials Science , Edisi Khusus, Hal. 180-183
5. Nurdiansyah,  H.,  Susanti,  D.,  2013,  “Pengaruh  Variasi  Temperatur  Karbonisasi  dan Temperatur  Aktivasi  Fisika  dari  Elektroda  Karbon  Aktif  Tempurung  Kelapa  dan Tempurung Kluwak Terhadap Nilai Kapasitansi Electric Double Layer Capacitor (EDLC)”,
Jurnal Teknik POMITS , Vol. 2, Hal. 13-18
6. Nazzal, J.S., Kamiriska, W., Michalkiewicz, B., Koren, Z.C. 2013.
“Production,Characterization  and  Methane  Storage  Potential  of  KOH-Activated  Carbon from Sugarcane Molasses”. Industrial Crops and Products . Vol: 47. Hal: 153–159
7. Destyorini,  F., Suhandi,  A.,  Indayaning, N.,  2010, “Pengaruh Suhu Karbonisasi  Terhadap Struktur  Dan  Konduktivitas  Listrik  Arang  Serabut  Kelapa”, Jurnal  Fisika  Himpunan Fisika Indonesia . Vol. 10, Hal. 122-132
8. Siahaan,  S.,  Hutapea,  M.,  Hasibuan,  R.,  2013,  “Penentuan  Kondisi  Optimum  Suhu  dan Waktu  Karbonisasi  Pada  Pembuatan  Arang  Dari  Sekam  Padi”, Jurnal  Teknik  Kimia  USU , Vol. 2, Hal. 26-30
9. Simanjutak, W., Sembiring, S., dan Sebayang, K. 2012. “Effect Of Pyrolysis Temperatures On  Composition  And  Electrical  Conductivity  Of  Carbosil  Prepared  From  Rice  Husk”, Indonesia Journal of Chemistry , Vol.: 12, Hal : 119-125.
10. Li,  Z.,  Lu,  C.,  Xia,  Z.,  Zhou,  Y.,  Luo,  Z.  2007.  “X-Ray  Diffraction  Patterns  Of  Graphite And Turbostratic Carbon”, Carbon , Vol : 45, Hal : 1686-1695.
11. Mopoung,  S.,  Moonsri,  P., Palas,  W.,  Khumpai,  S.  2015.  “Characterization  and  Properties of  Activated  Carbon  Prepared  from  Tamarind  Seeds  by  KOH  Activation  for  Fe(III) Adsorption from Aqueous Solution”, The Scientific World Journal , Vol :2015, Hal :1-9
12. Hesas,  R.  H.,  Niya,  A.  ,  Daud,  W.,  Sahu,  J.  N.  2013.  Preparation  and  characterization  of carbon  from  Apple  Waste  by  Microwave-Assisted  Phosphoric  Acid  Activation  : Application in Methylene Blue”. BioResources. Vol : 8, Hal : 2950-2966
13. Villain, G., Thiery, M., Platret, G. 2007. “Measurement methods of carbonation profiles in concrete:Thermogravimetry,  chemical  analysis  and  gammadensimetry”, Cement  and Concrete Research , Vol : 37, Hal :1182-1192
14. Lim,  W.C.,  Srinivasakannan,  C.,  Balasubramanian,  N.”  Activation  of  palm  shells  by phosphoric acid impregnation for high yieldingactivated carbon”. Journal of Analitical and Applied Pyrolysis Vol : 88, Hal : 181-186
15. Tejada,  C.  N.,  Montiel,  Z.  and  Acevedo,  Y  D.  2016.”A  provechamiento  de  Cáscaras  de Yuca  y  Ñame  para  el  Tratamiento  de  Aguas  Residuales  Contaminadas  con  Pb(II). Información Tecnológica , Vol. 27, No. 1, pp. 9-20.