## PENAMBAHAN KARAKTER LUAS PERMUKAAN DAN UKURAN PORI ARANG SEBAGAI UPAYA DIVERSIFIKASI PRODUK ARANG DARI TEMPURUNG KELAPA PADA CV. SOLO BUTTON
Yuniawan Hidayat 1,2 , IF Nurcahyo 1,2 , Fitria Rahmawati 1 , Eddy Heraldy 1 , Khoirina Dwi N 1 , Witri Wahyu Lestari 1
1 Jurusan Kimia FMIPA Universitas Sebelas Maret, Jl. Ir. Sutami No.36A, Surakarta, 57126, Indonesia.
2 Pusat Pengembangan Kewirausahaan LPPM Universitas Sebelas Maret, Jl. Ir. Sutami No.36A, Surakarta, 57126, Indonesia.
Email: yuniawan.hidayat@mipa.uns.ac.id
Abstrak
Pada pabrik CV. Solo Button, arang tempurung kelapa dibuat dengan proses pemanasan  di  dalam  tanur  terbuka.  Proses  yang  sederhana  menghasilkan karakteristik luas permukaan dan ukuran pori yang minim sehingga kurang layak digunakan  sebagai  bahan  adsorben.  Penambahan  perlakuan  dengan degassing menggunakan gas N 2 pada temperatur 200 o C dan 300 o C mampu meningkatkan luas  permukaan,  ukuran  pori  serta    jumlah  pori  arang.    Analisis  SAA  dan  BET menunjukkan kenaikan luas permukaan sebesar 6,2% dan 93,6% serta ukuran pori naik  sebesar  14,5%  dan  12,29%  pada  kedua  temperatur  tersebut.  Grafik  adsorpsi desorpsi  mengindikasikan  bahwa  pada  arang  tanpa  perlakuan  memiliki permukaan  yang    tidak  rata  dan  tidak  terdeteksi  porinya  sedangkan  dengan perlakuan degassing pada temperatur  tersebut menunjukkan adanya pembentukan mikropori dari arang.
Kata Kunci: arang, pori, luas permukaan, tempurung kelapa

## Abstract
At the factory of CV. Solo Button, coconut shell charcoal is made by heating the raw material in the open concrete reactor. This simple process results in minimal surface area characteristics  and  pore  size,  so  the  chroroal  is  less  suitable  for  the  use  as  an  adsorbent. Addition of treatment with degassing using N 2 at temperatures of 200 o C and 300 o C can increase surface area, pore size and number of pore charcoal. The SAA and BET analysis showed an increase in surface area of 6.2% and 93.6% as well as an increased pore size of 14.5% and 12.29% at both temperatures.  Adsorption-desorption  graphs indicate that the untreated charcoal has uneven surfaces and the pores are not detected while the degassing treatment at these temperatures indicates the formation of micropores from the charcoal.
Keywords: chrocoal, pore, surface area, coconut shell

## PENDAHULUAN
Pangsa  pasar  briket  tempurung kelapa  pada  saat  ini  terus  mengalami kenaikan,  terutama  untuk  kebutuhan ekspor.  Selain  digunakan  untuk kebutuhan dalam memasak, membakar tanur, briket bisa juga untuk pembakar rokok  arab  atau ‘sisha’ ,  serta  dapat digunakan  untuk  proses  memanggang dalam  skala  indsutri  (Anggoro et  al., 2017).
Briket yang terbuat dari
tempurung  kelapa  punya  beberapa keunggulan antara lain:
1. Biaya produksi rendah;
2. Kalor  yang  dihasilkan  tinggi  dan kontinyu;
3. Tidak mengeluarkan polusi;
4. Ramah lingkungan
Berdasarkan data BPS tahun 2014, perkebunan  kelapa  di  Indonesia memiliki  luas  sekitar  3.787.283  Ha dengan  pertumbuhan  sebesar  0,6 persen.  Hal  tersebut  menjadikan Indonesia memiliki sumber bahan baku tempurung  yang  melimpah  (Kemala, 2015).
Proses  pembuatan  arang  sangat sederhana,  yaitu  dengan  membakar tempurung  kelapa  pada  sebuah  tanur beton  terbuka.  Kondisi  eksisting  dari tanur  (tanur)  yang  ada  di  CV  Solo Button  adalah  tanur  yang  banyak berpori  sehingga  dengan  metode pembakaran yang terbuka menyebabkan terjadinya
kontak dengan  oksigen  secara  masif.  Reaksi antara  oksigen  dalam  udara  dengan tempurung  kelapa  yang  dibakar  akan menghasilkan  lebih  banyak  abu,  atau dengan  kata  lain,  tempurung  kelapa
terbakar  sempurna  sehingga  arang yang tersisa menjadi lebih sedikit.
Pembuatan  karbon  aktif  yang efektif dari temperung kelapa dilaporkan  dilakukan  pada  temperatur bervariasi antara 200 o C sampai dengan 1000 o C  (Li et  al. ,  2008 ; Gratuito et  al. , 2008) ⁠ . Untuk membuat luas permukaan dan  pori  pada  umumnya  dilakukan aktivasi  arang  menggunakan  metode kimia  ataupun  fisika  (Iqbaldin et  al. , 2013; Zhang et al. , 2017) ⁠ . Perbedaan luas permukaan dan ukuran pori dari arang aktif  disebabkan  oleh  perbedaan prekusor  kimia  dalam  proses  aktivasi. Teknik  pemanasan,  bentuk  tanur  dan reaktor  mempengaruhi  kualitas  arang bahkan  sampai  kepada  karakteristik luas  permukaan  dan  ukuran  porinya (Zakaria et al. , 2016) ⁠ . Untuk mengoptimasi  dan  mengaktifasi  arang dari  tempurung  kelapa  menghasilkan luas  permukaan  1826,41  m 2 /g, pore volume of 1,252 cm 3 /g and pore size of 2,77 nm (Abdulsalam et al. , 2019) ⁠ . ⁠⁠
Proses  pembuatan  arang  dengan metode tersebut menyebabkan karakter arang  yang  terbentuk  tidak  maksimal seperti luas dan ukuran pori. Sehingga pemanfaatan arang tidak bisa didiversifikasikan  sebagai  arang  aktif maupun  adsorben,  namun  terbatas sebagai  bahan  briket.  Penelitian  ini bertujuan untuk membentuk karakteristik  luas  permukaan  dan ukuran  pori  dari  arang  aktif  dengan cara  cepat  dengan  alternatif  perlakuan paska  pembuatan  arang  di  tanur dengan  proses degassing menggunakan gas N 2 pada dua temperatur berbeda.

## METODE
Bahan:
Arang dari tempurung kelapa dari CV. Solo Button dan gas N 2 . Alat: Mantel  jaket  pemanas,  cawan  porselin, dan SAA ( Surface Area Analyzer ). Cara Kerja:
1. Arang yang telah terbentuk digerus sampai halus dan ditempatkan di 3 kuvet yang berbeda-beda.
2. Ketiga sample arang tersebut diberi label, A, B dan C.
3. Sampel  A  tidak  diberi  perlakuan apa-apa (tanpa degassing ).
4. Sampel B di degassing dengan dialiri gas  N 2 dan  dipanaskan  pada temperatur 200 o C selama 2 jam.
5. Sampel C di degassing dengan dialiri gas  N 2 dan  dipanaskan  pada temperatur 300 o C selama 2 jam.
6. Ketiga sampel diukur luas permukaan  dan  ukuran  pori menggunakan  SAA  ( Surface  Area Analyzer ) Nova 800.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Hasil analisa tahap awal terhadap  nilai  kalor  arang  calon  briket dari CV. Solo Button ditampilkan pada tabel  1.  Dalam  tabel  tersebut  tampak bahwa  nilai  kalornya  adalah  667,2 kal/gr.  Nilai  kalor  tersebut  sangat rendah  dibanding  nilai  kalor  yang seharunya yaitu mendektai 1000 kal/gr. Hal  ini  menyebabkan  arang  tersebut kurang diminati pasar akibat nilai kalor yang  rendah.  Produk  arang  dapat didiversifikasi dan dijual sebagai bahan adsorben, syaratnya
adalah
kemampuan adsorpsinya
harus
ditingkatkan.  Oleh  karena  itu,  arang diaktivasi  agar  memiliki  nilai  luas permukaan tinggi dan memiliki pori Tabel 1. Nilai kalor bakar arang
Spesifikasi Nilai Nilai kapasitas kalor 2138,36 kal/ o C Nilai kalor plester selulosa 5553 kal/kg Nilai kalor pembakaran sampel Pengujian I 647,72 kal/gr Pengujian II 687,72 kal/gr Rata-rata 667,72 kal/gr
Dari  tabel  1  di  atas  tampak bahwa  efisiensi  pembuatan  arang  aktif dari  tempurung  kelapa  sangat  rendah. Nilai kalor hasil pembakaran menunjukkan arang aktif tidak memiliki  cukup  kalor.  Dampaknya adalah  jika  arang  digunakan  sebagai bahan  bakar,  atau  di  bakar  maka  akan cepat mati menjadi abu.
Analisis  sifat  permukaan  arang aktif  yang  diukur  meliputi  luas permukaan dan ukuran pori menggunakan  metode  BET.  Sampel dibagi  menjadi  3  dengan  perlakuan yang  berbeda  dalam  hal degassing “in situ”.  Yaitu  perlakuan  pemana san dengan  penambahan  aliran  nitrogen pada  saat  sebelum  analisis  sifat permukaan.  Sampel  pertama  tanpa perlakukan  (A),  sampel  kedua  dengan degassing 200 o C  (B)  dan  sampel  ketiga dengan degassing 300 o C  (B).  Aliran nitrogen  dibuat  0,5  ml/s.  Data  luas permukaan  dan  ukuran  pori  disajikan pada tabel 1.
Tabel 1. Luas permukaan dan ukuran pori
Sam pel Perlakuan Luas permukaan m 2 /g Ukuran pori Å Total vol pori cc/g A Tanpa degassing 0,108 N/A N/A B Degassing 200 o C 114,2 14,5 0,083 C Degassing 300 o C 201,6 12,29 0,12
Dari  data  diatas  tampak  bahwa tanpa melalui degassing luas permukaan arang  memliki  luas  permukaan  yang rendah. Ukuran pori dan total vol. pori sangat rendah sehingga tidak terdeteksi.
Arang yang di degassing dengan temperatur 200 o C memilki luas permukaan yang  lebih baik yaitu pada 114,2  m 2 /g.  Luas  permukaan  tersebut diimbangin  dengan  ukuran  pori sebesar 14,5 Å dan total vol. pori 0,083 cc/g.  Arang  yang  diberikan  perlakuan dengan degassing pada temperatur yang lebih  tinggi  yaitu  300 o C  memiliki  luas permukaan  yang  lebih  tinggi  sebesar 201,6  m 2 /g.  Namun  demikian,  ukuran porinya turun menjadi 12,29 Å dan vol total  pori  naik  menjadi    0,12  cc/g.  Hal ini  mengindikasikan  bahwa  pada penggunaan  temperatur  300 o C  dengan dialiri gas N 2 menyebabkan terjadi nya pembentukan  pori  baru  pada  arang yang  lebih  banyak.  Untuk  melihat fenomena  ini  lebih  detail  maka  grafik adsorpsi  desorpsi  ketiga  sample ditunjukkan pada gambar 3.
Gambar 3. Grafik adsorpsi desorpsi untuk (a) tanpa degassing dan (b) dengan degassing 200 o C dan 300 o C
Grafik  3a  menunjukkan  profil adsorpsi desorpsi arang tanpa degassing. Tampak  pada  grafik  tersebut  volume N 2 yang  diasopsi  mencapai  140  cc/g. Kemudian  proses  N 2 terdesorpsi  tidak melalui jalur yang sama saat teradsorpsi.  Hal  ini  mengindikasikan bahwa  pori  yang  ada  bukanlah mikropori  yang  tersebar,  melainkan sebuah permukaan yang tidak homogen.  Berbeda  dengan  grafik  3b yang menunjukkan adanya loop sangat kecil.  Pada  kedua  sampel  yang di degassing menunjukkan bahwa proses adsorpsi  desorpsi  N 2 terjadi  melalui jalur yang sama. Loop grafik yang kecil tersebut  merupakan  karakter  adanya mikropori.

## KESIMPULAN
Nilai  efisiensi  pembuatan  karbon  aktif dari tempurung kelapa dengan metode
tungku terbuka yang dilakukan di CV. Solo  Button  masih  sangat  rendah dengan  nilai  kalornya  rendah  pada kisaran  667,72  kal/gr mengindikasikan bahwa  arang  akan  cepat  mati  apabila digunakan.  Penambahan  perlakuan dengan degassing menggunakan gas N 2 pada  temperatur  200 o C  dan  300 o C mampu meningkatkan luas permukaan sebesar  6,2%  dan  93,6%  serta  ukuran pori  naik  sebesar  14,5%  dan  12,29% pada  kedua  temperatur  tersebut. Penambahan  luas  permukaan  dan  pori arang  menjadikan  potensi  arang  aktif untuk digunakan sebagai adsorben.

## DAFTAR PUSTAKA
Abdulsalam, J., Mulopo, J., Oboirien, B., Bada,  S.,  and  Falcon,  R.  2019.
Experimental evaluation of
activated  carbon  derived  from South  Africa  discard  coal  for natural  gas  storage, Int.  J.  Coal  Sci. Technol. , 6: 459 – 477.
Al  Ichsan,  G.M.H.,  Nugrahaningtyas, K.D., Widjonarko, D.M., Rahmawati, F.,  dan  Lestari,  W.W.  2019. Conversion of Wood Waste to be a Source  of  Alternative  Liquid  Fuel Using  Low  Temperature  Pyrolysis Method. J. Kim. Sains dan Apl. , 22: 7 – 10.
Anggoro,  D.D.,  Hanif,  M.D.,  dan Fathoni,  M.Z.  2017.  Pembuatan Briket  Arang  Dari  Campuran Tempurung  Kelapa  dan  Serbuk Gergaji  Kayu  Sengon. Teknik ,  38: 76 – 80.
Gratuito, M.K.B., Panyathanmaporn, T.,
Chumnanklang, R.A., Sirinuntawittaya,  N.,  dan  Dutta,  A. 2008.  Production  of  activated carbon from coconut shell: Optimization using response surface  methodology. Bioresour.
Technol. , 99: 4887 – 4895.
Kemala,  N.  2015.  Kajian  Pendapatan dan  Kontribusi  Usaha  Tani  Kelapa Terhadap  Pendapatan  Keluarga Petani  di  Kabupaten  Tanjung Jabung  Barat,  Provonsi  Jambi. Kabupaten  Tanjung  Jabung  Barat, Provinsi  Jambi. Nida  Kemala 1  (15):
125 – 132.
Li,  W.,  Yang,  K.,  Peng,  J.,  Zhang,  L.,
Guo, S., dan Xia, H. 2008. Effects of carbonization temperatures on characteristics of  porosity in coconut  shell  chars  and  activated carbons  derived  from  carbonized coconut shell chars. Ind. Crops Prod. ,
28: 190 – 198.
Mohd  Iqbaldin,  M.N.,  Khudzir,  I.,
Mohd  Azlan,  M.I.,  Zaidi,  A.G., Surani,  B.,  dan  Zubri,  Z.  2013. Properties of coconut shell activated carbon. J. Trop. For. Sci. , 25: 497 – 503.
Prameswari,  A.P.,  Jaya,  R.,  Syahputra, E.,  Pratiwi,  N.,  Robi,  A.,  dan Nugrahaningtyas, K.D. 2016. Potensi SiO  2  dari  Limbah  Kaca  sebagai Pengemban Logam Ni Pada Hydrocracking  Minyak  dari  Gelas Plastik . pp. 141 – 148.
Rahmawati, F., Kusumaningsih, T., dan Hastuti, A. 2011. Photo-and electro- catalysis  for  solar  disinfection  of
Escherichia  coli -contaminated  water using  Ag – TiO 2 /graphite. Toxicol. Environ. Chem. , 93: 1602 – 1612.
Rahmawati,  F.,  Kusumaningsih,  T., Hapsari,  A.,  dan  Hastuti,  A.  2010.
Ag and Cu loaded on
TiO2/graphite  as  a  catalyst  for Escherichia coli-contaminated water disinfection. Chem. Pap. , 64.
Zakaria, S., Leman, A.M., Feriyanto, D.,
Nazri,  A.A.,  Sunar,  N.M.,  dan
Mohd  Salleh,  M.N.  2016.  Burner
Characteristics
for Activated Carbon  Production. MATEC  Web Conf. , 87: 1 – 6.
Zhang, M., Li, Y., Si, H., Wang, B., dan Song,  T.  2017.  Preparation  and electrochemical  performance  of coconut  shell  activated  carbon produced  by  the  H 3 PO 4 activation with  rapid  cooling  method. Int.  J. Electrochem. Sci. , 12: 7844 – 7852.