## PEMBUATAN ARANG AKTIF DARI TULANG IKAN TUNA

## Nana Dyah Siswati, Nina Martini, Warry Widyantini
Jurusan Teknik Kimia, Fakultas Teknologi Industri,  UPN “Veteran” Jawa Timur Jl. Raya Rungkut Madya Gunung Anyar, Surabaya.
Email:

## Abstrak
Untuk menunjang kelebihan hasil perikanan di Kepulauan Indonesia. Pemerintah melalui Badan Usaha Milik Negara (BUMN) berusaha mengolah ikan-ikan tersebut dalam bentuk ikan kalengan untuk memenuhi kebutuhan  ikan  di  dalam  negeri  atau  kebutuhan  ekspor.  Tulang  ikan  yang  merupakan  salah  satu  limbah industri pengalengan kurang banyak dimanfaatkan. Oleh karena itu peneliti tergerak untuk meneliti limbah industri  pengalengan  tersebut  sebagai  bahan  baku  pembuatan  arang  aktif,  karena  dalam  tulang  ikan mengandung  karbon  dimana  arang  aktif  merupakan  senyawa  karbon  amorph,  yang  dapat  dihasilkan  dari bahan-bahan  yang  mengandung  karbon  atau  dari  arang  yang  diperlakukan  dengan  cara  khusus  untuk mendapatkan permukaan yang lebih luas. Arang aktif dapat mengadsorpsi gas dan senyawa-senyawa kimia tertentuatau  sifat  adsorpsinya  selektif,  tergantung  pada  besar  atau  volume  pori-pori  dan  luas  permukaan. Tulang ikan diarangkan dengan proses pirolisis. Untuk mendapatkan arang aktif, maka arang hasil pirolisis diaktifasi  dengan cara penambahan CaCl 2 sebagai  bahan pengaktif  serta  dilakukan pemanasan pada  suhu dan waktu tertentu, selanjutnya direndam dalam larutan H 2 SO 4 12%. Arang aktif diuji keaktifannya dengan menggunakan larutan Methelyn Blue melalui peniteran. Hasil dari penelitian ini didapat kondisi yang paling baik  untuk  pembuatan arang aktif yaitu konsentrasi CaCl 2 20%, waktu aktifasi  40  menit,  suhu  aktifasi 75 °C dan daya serap terhadap Methelyn Blue 99,12 ml/g.
Kata kunci : Arang aktif, Calsium clorida, Suhu aktifasi, Tulang ikan, Waktu aktifasi

## Abstract
To  support  the  excess  of  the  fishery  in  the  Indonesian  archipelago.  Government  through  the  State- Owned Enterprises (SOEs) are trying to process the fish in the form of canned fish to meet the needs of the fish  in  the  domestic  or  export  needs.  Fish  bones  is  one  of  the  canning  industry  waste  less  widely  used. Therefore, the researchers moved to investigate waste canning industry as raw material for making charcoal, because the fish bones containing carbon which activated charcoal is carbon compounds amorphous, which can  be  produced  from  materials  containing  carbon  or  charcoal  is  treated  in  a  special  way  to  gain  more surface  area.  Activated  charcoal  can  adsorb  gases  and  chemical  compounds  tertentuatau  selective adsorption  properties,  depending  on  the  size  or  the  pore  volume  and  surface  area.  Fish  bones  charred  by pyrolysis.  To  get  the  activated  charcoal,  the  activated  charcoal  pyrolysis  results  by  adding  CaCl 2 as ingredients, as well as carried out the heating at a temperature and time, then soaked in a solution of 12% H 2 SO 4 .  Activated  charcoal  tested  its  activity  by  using  a  solution  Methelyn  Blue  through  peniteran.  Results from this study obtained the most favorable conditions for the manufacture of activated charcoal that CaCl 2 concentration  of  20%,  a  40-minute  activation  time,  activation  temperature  of  75  °C  and  the  absorption  of Methelyn Blue 99.12 ml / g.
Ke ywords : Activated charcoal, calcium chloride, activation temperature, fish bones, activation time

## PENDAHULUAN
Perairan Indonesia kaya akan berbagai jenis ikan dan  diantaranya  banyak  yang  mempunyai  nilai ekonomis  yang  tinggi,  salah  satunya  adalah  ikan “Tongkol”  atau  dalam  bahasa  asing  (inggris)  dikenal dengan  nama  “Tuna”.  Pemanfaatan  ikan  Tuna  pada sebagian  besar  industri  pengalengan  ikan  hanya diambil dagingnya saja. Sedangkan kepala, ekor serta tulang  dibuang  sebagai  limbah  dan  masih  belum banyak  dimanfaatkan.  Tulang  ikan  yang  dibuang sebagai  limbah  ternyata  mengandung  unsur  karbon sehingga  dapat  digunakan  sebagai  bahan  pembuatan arang  aktif,  karena  arang  aktif      dapat  dibuat  dari hampir semua  bahan  yang  mengandung unsur karbon baik  yang  berasal  dari  hewani  maupun  nabati  antara lain  serbuk  gergaji,  ampas  tebu,  tempurung  kelapa, tongkol  jagung  dan  tulang  serta  limbah  industri dengan  menambahkan  bahan  kimia  sebagai  bahan pengaktif.
Arang  aktif  adalah  suatu  jenis karbon yang memiliki luas  permukaan  yang  sangat  besar.  Hal  ini bisa  dicapai  dengan  mengaktifkan  arang  tersebut. Biasanya pengaktifan hanya bertujuan untuk memperbesar luas  permukaannya  saja,  namun beberapa  usaha  juga  berkaitan  dengan  meningkatkan kemampuan  adsorpsi  karbon  aktif  itu  sendiri.  Arang aktif  memiliki  luas  permukaan  yang  cukup  tinggi berkisar antara 100 sampai dengan 2000 m2/g. Hal ini dikarenakan  zat  ini  memiliki  pori–pori  yang  sangat kompleks yang berkisar dari ukuran mikro dibawah 20 A  (Angstrom),  ukuran  meso  antara  20  sampai  50 Angstrom  dan  ukuran  makro  yang  melebihi  500  A (pembagian  ukuran  pori  berdasarkan  IUPAC). Sehingga  luas  permukaan  disini  lebih  dimaksudkan luas permukaan internal yang diakibatkan dari adanya pori–pori  yang  berukuran  sangat  kecil.  Karena memiliki  luas  permukaan  yang  sangat  besar,  maka arang  aktif  sangat  cocok  digunakan  untuk  aplikasi yang  membutuhkan  luas  kontak  yang  besar  seperti pada  bidang  adsorpsi  (penyerapan),  dan  pada  bidang reaksi  dan  katalisis.  Contoh  yang  mudah  dari  karbon aktif adalah yang banyak dikenal dengan sebutan norit yang digunakan untuk mengatasi gangguan pencernaan.
Dalam  pembuatan  karbon  aktif,  tidak  hanya bahan  bakunya  saja  yang  perlu  diperhatikan,  juga proses  aktivasinya.  Karena  merupakan  hal  penting yang turut berpengaruh  dalam pembuatan arang aktif. Proses  aktivasi  merupakan  suatu  perlakuan  terhadap karbon  agar  karbon  mengalami  perubahan  sifat  baik fisik  maupun  kimia,  dimana  luas  permukaannya meningkat  tajam  akibat  terjadinya  penghilangan senyawa tar dan senyawa sisa-sisa pengarangan.
Proses pembuatan arang aktif dibagi menjadi dua tingkat  yaitu  karbonisasi  dan  aktifasi.  Aktifasi  arang biasanya  menggunakan  garam-garam  mineral,  seperti CaCl 2 dan  ZnCl 2 .  Untuk  bahan  dasar  arang  yang banyak  mengandung  unsur  Ca  dan  Mg  selain menggunakan  bahan  pengaktif  tersebut  diatas  pada
proses  aktifasinya  perlu  direndam  H 2 SO 4 dengan kadar 10-15% selama 0,5  jam. Perendaman  bertujuan untuk  melarutkan  komponen  CaO  dan  MgO  yang mengisi pori-pori dan mengakibatkan terbukanya pori- pori  yang  tertutup  sehingga  memperluas  permukaan absorben  (Ketaren,  1986).  Keaktifan  untuk  menyerap dari arang aktif ini tergantung dari jumlah senyawaan carbonnya, permukaan carbon arang aktif relatif bebas dari  penumpukan  senyawa  dan  aktif  melakukan absorbsi.
Penelitian  ini  bertujuan  untuk  mencari  suhu  dan waktu  aktivasi  serta  mencari  konsentrasi  bahan pengaktif  (calsium  khlorida)  dalam  pembuatan  arang aktif  dari  tulang  ikan  Tuna,  sehingga  didapat  kondisi optimum dari daya serap arang aktifnya.
Tabel 1.  Standar Karbon Aktif (SNI) 06–
3730-1995 Jenis Persyaratan Parameter Kadar air Max. 15 % Kadar abu Max. 10% Kadar zat menguap Max. 25% Kadar carbon terikat Min. 65 % Daya serap terhadap I 2 Min. 750mg/g Daya serap terhadap Benzen
Min. 25 %

## METODE PENELITIAN

## Bahan dan alat
Bahan  utama  dalam  penelitian  ini  adalah  tulang ikan  Tuna,  limbah  industri  pengalengan  ikan. Sedangkan  alat  yang  digunakan  meliputi  seperangkat alat pirolisis, oven dan alat-alat gelas.

## Prosedur
Bersihkan  tulang  ikan  dari  sisa  daging  yang melekat, cuci dan potong-potong sesuai ruas, kemudian keringkan  dalam  oven  pada  suhu  100 o C  selama  0,5 jam.  Selanjutnya  rendam  dalam  larutan  CaCl 2 jenuh selama  15  jam  dan  tiriskan.  Tulang  yang  sudah direndam  dimasukkan  dalam  reaktor  pyrolisis  untuk dilakukan pengarangan pada suhu ±350 o C. Arang yang dihasilkan  dihancurkan  untuk  mendapatkan  ukuran  40 mesh,  lakukan  proses  aktivasi  dengan  merendam  arang dalam  larutan  CaCl 2 konsentrasi  tertentu  dengan perbandingan  1:2.  Panaskan  pada  suhu  dan  waktu tertentu sambil diaduk perlahan-lahan,  hasil dari  proses ini  direndam  dalam  larutan  H 2 SO 4 12%  selama  ±  0,5 jam dan dilanjutkan dengan pencucian sampai pH netral kemudian  keringkan  dalam  oven  pada  suhu  105 o C selama 3 jam.

## HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar  1  memperlihatkan  pada  suhu  50  °C dengan  waktu  20  menit  dengan  konsentrasi  CaCl 2 15%  daya  serapnya  98,75  tetapi  ketika  konsentrasi dinaikkan  20%  daya  serap  naik  menjadi  99,04.  Dan saat konsentrasi 25% daya serap yang diperoleh turun menjadi  98,83.  Hal  ini  disebabkan  tingginya
konsentrasi  CaCl 2 menjadikan  sebagian  pori  karbon aktif rusak sehingga daya serapnya menurun.
98.7 98.75 98.8 98.85 98.9 98.95 99 99.05 99.1 0 5 10 15 20 25 30 Konsentrasi (%) D a y a S e ra p ( m l/ g ) Pada waktu 20 menit Pada waktu 40 menit Pada waktu 60 menit Gambar 1 . Proses Aktifasi pada suhu 50 °C 98.75 98.8 98.85 98.9 98.95 99 99.05 99.1 99.15 0 5 10 15 20 25 30 Konsentrasi (%) D a y a S e ra p (m l/ g) Pada waktu 20 menit Pada waktu 40 menit Pada waktu 60 menit
Gambar 2 . Proses Aktifasi pada suhu 75 °C
Terlihat  pada  Gambar  2  bahwa  pada  suhu  75  °C dengan  konsentrasi  CaCl 2 dan  waktu  tertentu  daya serap yang diperoleh akan naik tetapi setelah itu daya serapnya  kembali  turun  akibat  waktu  aktifasi  yang cukup  lama.  Bila  dibandingkan  dengan  suhu  50  °C nilai daya serap yang dihasilkan pada suhu 75 °C lebih besar.
98.2 98.25 98.3 98.35 98.4 98.45 98.5 98.55 98.6 98.65 0 5 10 15 20 25 30 Konsentrasi (%) D a y a S e ra p ( m l/ g ) Pada waktu 20 menit Pada waktu 40 menit Pada waktu 60 menit
Gambar  3  menunjukkan  daya  serap  yang  dihasilkan semakin lama semakin kecil bila dibandingkan dengan daya  serap  pada  suhu  50  °C  dan  75  °C.  Hal  ini  bisa difahami  karena  suhu  aktivasi  yang  terlalu  tinggi beresiko  terjadinya  oksidasi  lebih  lanjut  pada  karbon sehingga  dapat  merusak  ikatan  C-C  karbon.  (Amalia (2001)  dalam  Vinsiah,  R).  Daya  serap  terhadap  biru metilen  yang  dihasilkan  pada  penelitian  ini  berkisar antara  98,5-99,12  mg/g.  Daya  serap  tertinggi diperoleh dari perlakuan  waktu perendaman 40  menit dengan  CaCl 2 20%  dan  terendah  diperoleh  dari perlakuan  waktu  perendaman  60  menit  dengan  CaCl 2 15%.  Dari  hasil  yang  diperoleh  dengan  standar kualitas  arang  aktif  SNI  06-3730-95,  daya  serap terhadap metilen biru tidak memenuhi syarat.
Tabel  2  Perbandingan  Hasil  Pengujian  Karbon  Aktif Cangkang Buah Karet dengan SNI Data Uji Sampel Karbon Aktif Standard (SNI) 06 – 3730- 1995 Kadar Air 6,10 Max. 15 % Kadar Abu 8,27 Max. 10 % Daya Serap Metilen Biru 99,12 Min. 120 mg/g (SII)
Ternyata  dari  rangkaian  data  hasil  penelitian  diatas. Proses  aktifasi  arang  aktif  dari  tulang  ikan  Tuna dipengaruhi oleh :

## Suhu aktifasi
Peningkatan pemakaian suhu berpengaruh terhadap  hasil  daya  serap  dari  arang  aktif,  karena semakin  tinggi  suhu  aktifasi  maka  daya  serapnya semakin  besar  karena  senyawa  hidrokarbon  yang terdapat  pada  permukaan  arang  aktif  telah  banyak keluar  pada  waktu  aktifasi  (Pari,  G.,  1996  dalam Siruru,  H.,  2013)  hingga  pada  suhu  yang  lebih  tinggi daya  serapnya  turun  disebabkan  bertambah  cepatnya reaksi  tumbukan  antara  molekul  sehingga  dapat merusak tekstur dari arang.

## Waktu aktifasi
Variasi  waktu  aktifasi  arang  aktif  menghasilkan daya serap yang berfluktuasi namun dengan nilai yang tidak  berbeda  jauh,  hal  ini  terjadi  karena  reaksi oksidasi  dan  reduksi  yang  terlalu  lama  akan mengoksidasi  dinding  pori  arang  aktif  lebih  banyak sehingga menghasilkan diameter pori yang lebih besar (Pari,G.,  2005  dalam  Siruru,  H.,  2013)  kemudian setelah itu dinding pori karbon mulai rusak atau erosi sehingga  luas  permukaan  pori  menurun  kembali  dan diikuti  dengan  menurunnya  daya  absorbsi  (Pari,  G., 1991 dalam Siruru, H., 2013)

## Konsentrasi zat pengaktif
Pemakaian  zat  pengaktif  selain  untuk  membuka pori-pori  yang  tersumbat  oleh  senyawa  lain  pada permukaan arang  juga dapat  memperbesar daya serap
arang aktifnya tetapi hal ini hanya berlangsung sampai konsentrasi  tertentu.  Karena  pemakaian  konsentrasi yang  berlebih  dapat  merusak  susunan  molekul  dari arangnya.

## SIMPULAN
Suhu  dan  waktu  aktifasi  serta  konsentrasi  CaCl 2 dapat  mempengaruhi  daya  serap  arang.  Hasil maksimal  uji  daya  serap  arang  dicapai  pada  suhu aktifasi 75 °C, waktu aktifasi 40 menit dan konsentrasi CaCl 2 20% dengan daya serap 99,12 ml/g

## DAFTAR PUSTAKA
Agra, I.B,  (1981).  “Pirolisis Limbah Pertanian Secara
Sinambung”, Universitas Gajah Mada, Yogyakarta.
Cheremisinofi,  P.  N,  Wllwe  Buaxh,  (1978).  “Carbon Absorption Handbook”, 1-4, Ann  Arbor Scienci Published Inc, Michigan.
Dep.  Pertanian,  (1982).  “Pengembangan  Pembuatan Arang  Aktif  dari  Kayu  Galam”,  3-6.  Balai
Penelitian dan Pengembangan Industri, Banjarbaru.
Dep. Perindustrian, (1985). “Pengembangan Pembuatan  Arang  Aktif dari Tempurung  Kelapa dengan  Cara  Pemanasan  pada  Suhu  Tinggi”,  5- 13, Balai Penelitian dan Pengembangan Industri.
Hampel,  C.A  and  Hawley,  G.G,  (1973).  “The Encyclopedia of Chemistry”, 3 ed, 184-186, Van Norstrant Reinhold Co, London.
Kataren, S, (1986). “Pengantar Teknologi Minyak dan Lemak  Pangan”,  1  ed,  206-208,  Universitas Indonesia Press.
Kirk  Othmer,  (1965).  “Encyclopedia  of  Chemical Technology”, 2 ed, Vol. 4, John Willey Son Inc, New York.
Merrit,  R.W  and  White,  A.A,  (1943).  “Partial Pyrolisis  of  Wood”,  Indonesia.  Eng,  Chem, 35.297.
Othmar, D.P and Perstrom, G.A. (1943).“ Destructive Distillation and Bagasse”, 35, 312.
Shereve, R.N, (1977).  “Chemical Process Industries”, 4 ed, Mc. Graw Hill Kogakusha Inc.
Siruru,  H.,  (2013).  Pengaruh  lama  dan  suhu  aktifasi terhadap  daya  serap  biru  metilen  arang  aktif. Jurnal  Makila  Vol  VI  no  2.  makila.kehutanan- unpatti.org.
Vinsiah,  R.,  dkk.,  (2015).  Pembuatan  Karbon  Aktif dari  Cangkang  Kulit  Buah  Karet  ( Hevea brasilliensis ), ejournal.unsri.ac.id
Jamilatun,  S.,  Setyawan,  M.,  (2014).  Pembuatan Arang  Aktif  dari  Tempurung  Kelapa  dan Aplikasinya  untuk  Penjernihan  Asap  Cair. Spektrum Industri, 2014, Vol. 12, No. 1.journal.uad.ac.id
