## Pembuatan Karbon Aktif Dari Cangkang Kelapa Sawit Dengan Variasi Waktu Aktivasi
Indah Wahyuni 1 , Rif’an Fathoni 1
1) Program Studi Teknik Kimia, Fakultas Teknik, Universitas Mulawarman Jl. Kuaro, Samarinda 75119, Kalimantan Timur, Indonesia
Email: iw18957@gmail.com

## Abstrak
Cangkang  kelapa  sawit  merupakan  salah  satu  limbah  padat  dari  komoditi  perkebunan  kelapa  sawit. Salah  satu  produk  yang  dapat  dibuat  dari  limbah  cangkang  kelapa  sawit  adalah  karbon  aktif  yang bernilai  ekonomis  dan  ramah  lingkungan.  Tujuan  dalam  penelitian  ini  yaitu  untuk  mengetahui Penelitian  ini  dillakukan  untuk  mengetahui  pengaruh  variabel  waktu  aktivasi  terhadap  analisa  kadar air,  zat  mudah  menguap,  dan  kadar  abu  pada  karbon  aktif.  Pada  penelitian  ini  digunakan  variabel waktu  aktivasi  2  jam  dan  4  jam  serta  menggunakan  NaOH  1  N.  Hasil  dari  penelitian  ini  didapatkan kadar air sebesar 2,92%, Kadar Abu 1% dan  Hasil penelitian ini berupa karbon aktif yang memiliki kadar  2,92%,  kadar  abu  1%dan  zat  mudah  menguap  3%  pada  saat  watu  aktivasi  2  jam.  Didapatkan hasil  analisa  kadar  air  sebesar  4,3%,  kadar  abu  3  %  dan  zat  mudah  menguap  9%  pada  saat  waktu aktivasi 4 jam.
Kata kunci : cangkang kelapa sawit, karbon aktif, aktivasi

## Abstract
PKS in one of solid waste in palm oil plantation . PKS are one of the waste from oil palm plantation commodities. One of the product that can be made from PKS is activated carbon that is efficient and environmentally  friendly.  The  purpose  of  this  study  was  to  study  the  effect  of  time  variables  carried out on the analysis of air content, volatile matter, and ash content in activated carbon. In this study, the activation time variable is 2 hours and 4 hours and 1 N. NaOH activator. The results of this study obtained  a  water  content  of  2.92%,  Ash  content  of  1%  and  volatile  substances  3%  when  the  water moves 2 hours. The results obtained were analysis of water content of 4,3%, ash content of 3% and volatile substances 9% at the time of activation of 4 hours.
Keywords: palm kernel shell, activated carbon, activation

## 1. PENDAHULUAN
Cangkang  kelapa  sawit  merupakan  salah satu  limbah  pengolahan  minyak  kelapa  sawit yang  cukup  besar,  yaitu  mencapai  60%  dari produksi minyak. Tempurung ini bisa dimanfaatkan  sebagai  bahan  untuk  membuat karbon  aktif.  karbon  aktif  dapat  dimanfaatkan oleh  berbagai  industri,  antara  lain  industri minyak, karet, gula dan farmasi (Faiz, 2015). Proses  pembuatan  karbon  akif  terdiri  atas  dua tahap utama, yaitu proses karbonisasi bahan baku dan  proses  aktivasi  bahan  terkarbonisasi  pada suhu tinggi. Proses karbonisasi adalah penguraian  selulosa  organik  menjadi  unsur karbon dan pengeluaran  unsur-unsur non  karbon
yang berlangsung pada suhu tinggi,  yaitu sekitar 500-700 o C selama 4-5 jam (Fauziah, 2009).
Karbonisasi  atau  pengarangan  adalah  proses mengubah bahan  menjadi bahan berwarna  hitam melalui  pembakaran  dalam  ruang  tertutup dengan  udara  yang  terbatas  atau  seminimal mungkin. Proses pembakaran dikatakan sempurna  jika  hasil  pembakaran  berupa  abu  dan seluruh energi didalam bahan organik dibebaskan kelingkungan dengan perlahan (Faiz, 2015).
Aktivasi adalah suatu perlakuan terhadap karbon yang  bertujuan  untuk  memperbesar  pori  yaitu dengan  cara  memecahkan  ikatan  hidrokarbon
atau  mengoksidasi  molekul-molekul  permukaan sehingga  arang  mengalami  perubahan  sifat  baik fisika  maupun  kimia,  yaitu  luas  permukaannya bertambah  besar  dan  berpengaruh  terhadap adsorpsi (Oktari, 2014).
Tabel 1. Standar Kualitas Arang Aktif Menurut (SII No. 0258-79) No Jenis Uji Nilai (%) 1 Kadar Air Max 10 2 Kadar Abu Max 2,5 3 Bagian yang hilang pada pemanasan 950 o C Max 15
Kadar air merupakan kandungan air dalam arang dengan  kondisi  kering  udara.  Pada  saat  arang keluar  dari  tungku  pengarangan,  kadar  air  yang terkandung  sangat  kecil,  biasanya  kurang  dari 1%.  Proses  penyerapan  air  dari  udara  sangat cepat  sehingga  dalam  waktu  singkat  kadar  air mencapai  kadar  air  keseimbangan  dengan  udara sekitarnya.  Arang  yang  berkualitas  baik  yang
dipasarkan  adalah  arang  yang  mempunyai  kadar air 5 – 10% (Fauziah, 2009).
Kadar  abu  merupakan  jumlah  sisa  dari  akhir proses pembakaran. Residu tersebut berupa zat – zat  mineral  yang  tidak  hilang  selama  proses pembakaran.  Salah  satu  unsur  utama  abu  adalah silika  dan  pengaruhnya  kurang  baik  terhadap nilai  kalor  yang  dihasilkan.  Kadar  abu  setiap arang berbeda – beda tergantung jenis kayu, letak kayu  dalam  pohon,  dan  kandungan  kulit  kayu. Arang  yang  baik  mempunyai  kadar  abu  sekitar 3% (Fauziah, 2009).
Zat  mudah  menguap  adalah  zat  selain  air,  yaitu karbon  terikat  dan  abu  yang  terdapat  didalam arang,  yang  terdiri  atas  cairan  dan  sisa  ter  yang tidak  habis  dalam  proses  karbonisasi.  Kadar  zat mudah  menguap  ini  tergantung  pada  proses pengarangan  dan  temperatur  yang  diberikan. Apabila  proses  karbonisasi  lama  dan  temperatur karbonisasi ditingkatkan akan semakin menurunkan  persentase  kadar  zat  menguapnya ( Fauziah, 2009).

## 2. METODOLOGI

## 2.1 Alat dan Bahan
Alat-alat  yang  digunakan  dalam  penelitian  ini adalah furnace yang  disajikan  pada  Gambar  1. , oven,  gelas  kimia  250  mL,  desikator,  kertas saring,  spatula,,  neraca  analitik,  cawan  porselen, dan  corong  kaca.  Bahan  baku  yang  digunakan dalam penelitian ini yaitu cangkang kelapa sawit yang  diperoleh  dari  PT.  Anugerah  Energitama. Hasil analisis karbon aktif terdapat pada Tabel 2.
Tabel 2. Analisis Karbon Aktif No Parameter Kadar (%) 1 Kadar air 10 2 Kadar abu 2,5 3 Zat mudah menguap 15

## 2.2 Aktivasi dan Analisis
Cangkang  kelapa  sawit  disangrai  menjadi  arang. Kemudian  diaktivasi  degan  larutan  NaOH selama 2 jam dan 3 jam, selanjutnya karbon aktif dicuci  dicuci  dengan  akuades  hingga  pH  netral dan  dilakukan  pemanasan  pada  suhu  tinggi. Kemudian dilakukan analisa kadar air (ASTM D- 3173),  kadar  abu  (ASTM  D-3174),  dan  zat mudah menguap (ASTM D-3175) secara duplo.
Gambar 1. Furnace
0 2 4 6 8 10 2 jam 4 jam Ka d a r (% ) Waktu Aktivasi (jam) Kadar Air Kadar Abu Zat Mudah Menguap

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Gambar 2. Karbon Aktif
3.1    Pengaruh  Kadar  air,  kadar  abu  dan zat  mudah  menguap  pada  karbon Akif
Gambar  3. Grafik  Hasil  Analisa  Uji  Karbon
Aktif dengan Variasi Waktu Aktivasi
Pengujian  kadar  air  dilakukan  dengan  tujuan untuk  mengetahui  sifat  higroskopis  dari  arang aktif  tersebut.  Dimana  dapat  dilihat  bahwa  nilai dari uji kadar air berkisar  antara 2,92% - 4,30%, dimana  dipisah  pada  uji  kadar  air  arang  aktif telah  memenuhi  SII  No.  0258-79.  Pengujian kadar  zat  mudah  menguap  dilakukan  untuk mengetahui kandungan zat mudah menguap yang terkandung pada arang aktif seperti H 2 , CO, CH 4 dan uap yang mengembun seperti CO 2 dan H 2 O. Dapat  dilihat  bahwa  nilai  dari  uji  kadar  zat mudah  menguap  berkisar  antara  3%  -  9  %,  dari nilai  tersebut  dapat  dilihat  kadar  air  berbanding lurus  dengan  kadar  zat  mudah  menguap  yaitu semakin rendah kadar air maka kadar zat mudah menguap  juga  akan  semakin  rendah.  Uap  air
yang  berikatan  dengan  karbon  aktif  akibat  dari sifat  arang  aktif  yang  higroskopis  akan mempengaruhi  kadar  air  dan  kadar  zat  mudah menguap  yang  mana  kandungan  zat  mudah menguap  pada  arang  aktif  antara  lain  H 2 ,  CO, CH 4 dan  uap  yang  mengembun  seperti  CO 2 dan H 2 O.
Kadar air dan kadar zat mudah menguap semakin berkurang  pada  waktu  aktivasi  2  jam  dan  kadar zat  mudah  menguap  mengalami  kenaikan  pada waktu aktivasi 4 jam. Hal ini disebabkan karena semakin  lama  waktu  aktivasi  maka  kadar  air semakin  kecil  karena  jumlah  air  yang  menguap juga  semakin  besar,  sebaliknya  jika  semakin tinggi  kadar  air  maka  dapat  mengurangi  daya serap  arang  aktif  terhadap  cairan  maupun  gas (Harahap dkk, 2014) Uji kadar abu memiliki tujuan untuk mengetahui kandungan  oksida-oksida  logam  dalam  karbon aktif  yang  terdiri  dari  mineral  yang  tidak  dapat menguap (non-volatile) pada  proses  karbonisasi. Keberadaan  abu  sangat  berpengaruh  pada kualitas  karbon  aktif.  Abu  yang  berlebihan  akan menyebabkan terjadinya penyumbatan pori arang aktif  sehingga  luas  permukaan  aktif  menjadi berkurang (Wijayanti dkk, 2013). Nilai kadar abu yang  diperoleh  yaitu  berkisar  antara  1  -  3%. kadar  abu  yang  diperoleh  mengalami  kenaikan dengan  meningkanya  waktu  aktivas.  Pada parameter  uji  kadar  abu  cangkang  kelapa  sawit untuk  waktu  rendaman  4  jam  sudah  tidak memenuhi  SII  No.  0258-79    yaitu  maksimal 2,5%,  hal  ini  kemungkinan  disebabkan  karena besarnya  kadar  abu  disebabkan  oleh  proses pengarangan dilakukan diudara terbuka sehingga terjadi  kontak  udara  yang  mengakibatkan pembentukan  arang  yang  tidak  sempurna  dan terbentuknya  abu  juga  semakin  besar  (Harahap dkk, 2014).

## 3.2  Hubungan  antara  kadar  air,  kadar abu  dan  zat  mudah  menguap  pada arang aktif
Penentuan  kadar  karbon  terikat  bertujuan  untuk mengetahui  kandungan  karbon  setelah  proses karbonisasi  dan  aktivasi.  Kadar  air  dapat mempengaruhi  proses  karbonisasi  dan  jumlah arang  yang  dihasilkan.  Rendahnya  kadar  karbon terikat  disebabkan  karena  kadar  abu  dan  kadar zat terbang yang tinggi.
Arang  dapat  diproses  menjadi  arang  aktif  jika nilai  kadar  karbon  terikat  berada  pada  kisaran 70-80%.  Kadar  karbon  terikat  yang  terlalu rendah disebabkan arang tersebut masih memiliki  kandungan  kadar  abu  dan  kadar  zat terbang  yang  masih  tinggi  sehingga  perlu  waktu
proses  karbonisasi  yang  lebih  lama.  Sehingga semakin  tinggi  analisa  kadar  air  dan  zat  mudah menguap  yang  diperoleh  maka  semakin  rendah karbon  terikatnya  dan  begitupun  sebaliknya karbon  terikat  akan  tinggi  apabila  kadar  air  dan kadar  zat  mudah  menguap  bernilai  rendah (Fauziah, 2009)

## 4. KESIMPULAN
Pada  penelitian  ini  dengan  variasi  waktu cangkang  kelapa  sawit  diperoleh  hasil terbaik pada waktu rendaman 2 jam, dengan kadar  air  2,92  % dimana  semakin  tinggi kadar air maka dapat mengurangi daya serap aktif  terhadap  cairan  maupun  gas.  Variasi aktivasi  cangkang  kelapa  sawit  diperoleh hasil terbaik yaitu kadar zat mudah menguap 3  %    dan  kadar  abu  diperoleh  pada  waktu rendaman  2  jam  telah  memenuhi  SII  No. 0258-79.

## DAFTAR PUSTAKA
Faiz,  M.M.K.  (2015).  Pemanfaatan  Produk  Cair Hasil  Pirolisis  Sebagai  Pelarut  Perekat Pada  Biobriket  Cangkang  Kelapa  Sawit  . Tugas Akhir Politeknik Negeri Samarinda
Fauziah,  N.  (2009).  Pembuatan  Arang  Aktif Secara  Langsung  Dari  Kulit  Acacia Mangium  Wild  Dengan  Aktivasi  Fisika Dan  Aplikasinya  Sebagai  Adsorben. Politeknik Negeri Sriwijaya.
Harahap,  H.H.,  Dewi,  R.,  Malik,  U.  (2014).
Pembuatan  Karbon  Aktif  Dari  Cangkang
Kelapa  Sawit  Dengan  Menggunakan  H  2 O  Sebagai  Aktivator  Untuk  Menganalisis Proksimat, Bilangan Iodine dan Rendemen, 1(2), pp. 48–54.
Oktari, K. (2014). Pembuatan Karbon  Aktif dari Cangkang Kelapa Sawit dengan Aktifator HCl,  NaOH  dan  NaCl  (Tugas  Akhir). Palembang: Jurusan Teknik Kimia Politeknik Negeri Sriwijaya