adha panca wardanu politeknik ketapang

1

USULAN

PENELITIAN DOSEN PEMULA

KARAKTERISASI KARBON AKTIF DARI KULIT BUAH NIPAH (Nypa fruticans)

DENGAN AKTIVATOR ZnCl2 SEBAGAI ADSORBEN UNTUK MENGURANGI

KANDUNGAN FENOL DALAM ASAP CAIR

TIM PENGUSUL :

Adha Panca Wardanu, S.TP, MP Ketua NIDN. 1117098305

Khairul Zaman, M.Si Anggota NIDN. 1112088501

POLITEKNIK KETAPANG

APRIL, 2014

Kode/ Nama Rumpun Ilmu : 161/ Teknologi Industri Pertanian

2

HALAMAN PENGESAHAN

PENELITIAN DOSEN PEMULA

Judul Penelitian : KARAKTERISASI KARBON AKTIF DARI KULIT BUAH NIPAH (Nypa

fruticans) DENGAN AKTIVATOR ZnCl2 SEBAGAI ADSORBEN

UNTUK MENGURANGI KANDUNGAN FENOL DALAM ASAP CAIR

Kode/ Nama Rumpun Ilmu : 161/ Teknologi Industri Pertanian

Ketua Peneliti :

a. Nama Lengkap : Adha Panca Wardanu, S.TP, MP b. NIDN : 1117098305 c. Jabatan Fungsional : Asisten Ahli d. Program Studi : Teknologi Pengolahan Hasil Perkebunan e. Nomor HP : 0813 4502 8801 f. Alamat Email : [email protected] Anggota Peneliti (1) :

a. Nama Lengkap : Khairul Zaman b. NIDN : 1112088501 c. Perguruan Tinggi : Politeknik Ketapang Lama Penelitian Keseluruhan : 1 Tahun

Penelitian Tahun ke : 1

Biaya Penelitian : - Diusulkan ke DIKTI Rp. 14.600.000 - Dana Internal PT Rp. 0,00 - Dana Institusi lain Rp. 0,00 - Inkind sebutkan

Mengetahui, Ketapang, 24 - 4 - 2014

Ketua Jurusan Ketua Peneliti

(Irianto Sastro Prawiro) (ADHA PANCA WARDANU)

NIP/NIK. 16118 0108 081 NIP/NIK. 16118 0108 049

Menyetujui,

Kepala UP2KM

(Adha Panca Wardanu)

NIP/NIK.161180108049

3

DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL ............................................................................................... i

HALAMAN PENGESAHAN ...................................................................................... ii

DAFTAR ISI .......................................................................................................... iii

RINGKASAN .......................................................................................................... iv

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang ...................................................................................................... 1

1.2. Rumusan Masalah ................................................................................................ 4

1.3. Tujuan Penelitian .................................................................................................. 4

1.4. Manfaat Penelitian ................................................................................................ 4

1.5. Target Luaran ....................................................................................................... 4

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tanaman Nipah ..................................................................................................... 5

2.2. Karbon Aktif .......................................................................................................... 6

2.3. Asap Cair ......................................................................................................... 8

2.4. Fenol ......................................................................................................... 9

2.5. Adsorben ......................................................................................................... 9

BAB III METODE PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian................................................................................ 12

3.2. Bahan dan Alat Penelitian ..................................................................................... 12

3.3. Prosedur Penelitian ................................................................................................ 13

3.4. Rancangan Percobaan ............................................................................................ 14

3.5. Parameter Pengamatan ......................................................................................... 14

3.6. Analisis Data ......................................................................................................... 14

BAB IV BIAYA DAN JADWAL PENELITIAN

4.1. Anggaran Penelitian ............................................................................................. 16

4.2. Jadwal Penelitian .................................................................................................. 16

DAFTAR PUSTAKA ................................................................................................... 17

LAMPIRAN ............................................................................................................... 19

4

RINGKASAN

Adha Panca Wardanu : KARAKTERISASI KARBON AKTIF DARI KULIT

BUAH NIPAH (Nypa fruticans) DENGAN AKTIVATOR ZnCl2 SEBAGAI

ADSORBEN UNTUK MENGURANGI KANDUNGAN FENOL DALAM ASAP

CAIR

Kulit buah nipah masih belum optimal, mengingat potensi kulit nipah cukup

besar ketersediaanya. Maka perlu dilakukan diversifikasi menjadi produk lain yang

bernilai ekonomi, diantaranya adalah pemanfaatan kulit buah nipah untuk arang

(karbon) aktif. Arang aktif merupakan suatu padatan berpori yang mengandung 85-95%

karbon, dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon yang telah diaktifkan

melalui aktivasi dengan menggunakan gas CO2, uap air, atau bahan-bahan kimia

sehingga pori-porinya terbuka dan demikian daya adsorpsinya menjadi lebih tinggi

terhadap zat warna dan bau. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk menentukan

karakteristik arang aktif kulit buah nipah dengan menggunakan aktivator ZnCl2 dan

mengetahui daya serapnya terhadap kandungan fenol didalam asap cair.

Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) Faktorial 2x5x5

ulangan dengan dua faktor perlakuan yaitu suhu aktivasi (700oC dan 900

oC) dan

konsentrasi bahan pengaktif ZnCl2 (0,1% ; 0,4% ; 0,7% ; 1% ; 1,3%). Paramater

kualitas arang aktif yang diuji meliputi : rendemen, kadar air, kadar

abu, kadar zat mudah menguap, kadar karbon terikat, daya serap terhadap iodium dan

daya serap terhadap metilen biru. Data-data yang diperoleh dianalisis dengan F hitung

dan pengaruh faktor-faktor diuji lanjut menggunakan Uji Duncan.

Hasil terbaik dari penelitian ini diaplikasikan sebagai absorben untuk

menurunkan kandungan fenol dalam asap cair tempurung kelapa

Kata Kunci : Arang aktif, Nipah, Asap cair

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Nipah (Nypa fructicans) merupakan salah satu spesies utama penyusun

hutan mangrove yang termasuk famili Palmae, tumbuh di daerah pasang surut

serta tersebar hampir merata diseluruh Indonesia. Luas areal tanaman nipah di

seluruh Indonesia mencapai 700.000 ha atau 10% dari luas lahan pasang surut

yang mencapai 7 juta ha, dengan rerata populasi pohon 8.000/ha diperkirakan total

populasi nipah di Indonesia mencapai 5.600 juta pohon (Baharudin dan

Taskirawati, 2009). Penyebarannya meliputi wilayah kepulauan Sumatra,

Kalimantan, Jawa, Sulawesi, Maluku, dan Irian Jaya (Rachman dan Sudarto,

1992). Di wilayah Provinsi Kalimantan Barat, daerah sentra tanaman nipah

tersebar di kawasan pesisir selatan hingga utara yang melingkupi wilayah

kabupaten ketapang hingga kabupaten sambas yang terletak di bagian utara.

Sejauh ini, pemanfaatan nipah oleh masyarakat Kalimantan Barat

khususnya pesisir pantai dan sungai terbatas pada daun dan tulang daun (lidi),

daun nipah yang telah tua banyak dimanfaatkan secara tradisional untuk membuat

atap rumah yang daya tahannya mencapai 3-5 tahun. Daun nipah yang masih

muda mirip janur kelapa, dapat dianyam untuk membuat dinding rumah dan

untuk melindungi daratan/pantai dari abrasi air laut. Padahal banyak sekali

manfaat yang dapat diambil dari tanaman nipah seperti nira untuk dibuat gula, dan

buah untuk makanan segar atau dibuat tepung serta kulit untuk dibuat briket dan

bahan baku pembuat kertas seni.

Pemanfaatan kulit buah nipah masih belum optimal, mengingat potensi

kulit nipah cukup besar ketersediaanya. Pada satu pohon nipah dapat

menghasilkan buah kurang lebih seberat 5 kg dan menghasilkan limbah kulit buah

kurang lebih sekitar 3 kg. Kulit buah nipah itu sendiri mengandung 36,5%

2

selulosa dan kadar lignin sebesar 27,3% (Tamunaidu P dan Saka S, 2011).

Menurut Baharudin dan Taskirawati (2009) dalam satu hektar terdapat kurang

lebih 8.000 pohon, maka diperkirakan ada 48 ton limbah kulit buah dan pelepah

nipah per hektar per tahun.

Beberapa penelitian mengenai kulit buah nipah telah dilakukan

diantaranya penelitian yang telah dilakukan Mulyadi dkk (2013), kulit nipah dapat

dimanfaatkan menjadi biobriket sebagai bahan bakar alternatif. Selain itu menurut

Binta, D., Wijana, S., Mulyadi, A.F., (2013), kulit buah nipah berpotensi untuk

dijadikan pulp sebagai bahan baku pembuatan kertas. Untuk lebih

memaksimalkan peningkatan nilai ekonomis kulit tanaman nipah selain

dimanfaatkan menjadi briket dan pulp, juga perlu diversifikasi menjadi produk

lain yang bernilai ekonomi, diantaranya adalah pemanfaatan kulit buah nipah

untuk arang (karbon) aktif.

Arang aktif merupakan suatu padatan berpori yang mengandung 85-95%

karbon, dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon yang telah

diaktifkan melalui aktivasi dengan menggunakan gas CO2, uap air, atau bahan-

bahan kimia sehingga pori-porinya terbuka dan demikian daya adsorpsinya

menjadi lebih tinggi terhadap zat warna dan bau. Daya adsopsi yang tinggi

membuat arang aktif banyak digunakan untuk proses pemurnian dan penghilangan

bau pada industri. Industri yang menggunakan arang aktif antara lain industri

makanan dan minuman, air mineral, petrokimia, kimia, farmasi dan kedokteran.

Seiring dengan peningkatan permintaan akan arang aktif maka industri arang aktif

di Indonesia berkembang dengan pesat. Pada tahun 2006, ekspor arang aktif

Indonesia tercatat sebesar 2.012.675.965 kg (Intan Kurniawan, K.G., dan Gentur

Sutapa, J.P., 2009).

Arang aktif dapat dibuat dari semua bahan yang mengandung karbon, baik

organik maupun anorganik dengan syarat bahan tersebut mempunyai struktur

berpori. Pada pembuatan karbon aktif dari sekam, dedak dan tempurung kelapa,

arang hasil karbonisasi diaktivasi menggunakan bahan kimia yang berbeda, antara

lain : HCl, HNO3, H2SO4, NaOH, NaCl, KCl, ZnCl2, dan CaCl2. Ternyata kualitas

karbon aktif yang dihasilkan sangat dipengaruhi oleh jenis bahan baku dan zat

3

aktivator yang digunakan. Pada pembuatan karbon aktif dari sekam padi dengan

metode aktivasi kimia satu langkah dalam waktu retensi rendah menggunakan zat

aktivator ZnCl2, NaOH, dan H3PO4, diperoleh hasil terbaik dari pembuatan

menggunakan zat aktivator ZnCl2 dengan perbandingan massa sekam padi : ZnCl2

1:1 yang memiliki luas permukaan SBET Sebesar 750 m2/g (Sukir, 2008).

Pembuatan arang aktif dari kulit buah nipah belum pernah dilakukan,

untuk itu pada penelitian ini akan dilakukan pembuatan dan karakterisasi arang

aktif dari kulit buah nipah dengan menggunakan aktivator ZnCl2 dan aplikasinya

dalam meningkatkan mutu asap cair tempurung kelapa khususnya untuk

mengurangi kandungan fenol didalam asap cair. Asap cair memiliki banyak

manfaat antara lain sebagai biopreservatif, antioksidan dan perisa pada berbagai

produk asapan. Visciano, dkk (2008) dalam Syahraeni Kadir, Darmadji, P.,

Hidayat, C., dan Supriyadi, (2011) mengemukakan bahwa pengasapan pada

berbagai produk merupakan metode pengawetan yang memberikan citarasa dan

warna khas pada produk tersebut serta meningkatkan daya simpannya. Akan tetapi

selain memiliki peran penting, asap cair juga mengandung senyawa PAH

(polycyclic aromatic hydrocarbons) yang beberapa diantaranya bersifat

karsinogenik di mana implikasinya terhadap kanker payudara, paru-paru dan

kolon telah dibuktikan pada hewan percobaan.

Fenol merupakan salah satu senyawa organik dominan yang terkandung di

dalam asap cair disamping dua senyawa dominan lainnya yakni asam dan

karbonil. Fenol di dalam asap cair berperan sebagai antioksidan dan perisa pada

produk pangan asap. Meskipun demikian, penggunaan fenol sebagai antioksidan

dan sebagai perisa makanan harus dibatasi karena dapat berpengaruh negatif bagi

kesehatan tubuh misalnya sebagai prooksidan atau menyebabkan aroma asap cair

menjadi sangat kuat sehingga sulit diterima oleh konsumen. Asap cair komersial

yang diizinkan mengandung fenol 1250 2500 mg/L (Syahraeni Kadir dkk,

2011). Hasil penelitian Syahraeni Kadir, dkk (2011) Penurunan konsentrasi fenol

dari asap cair tempurung kelapa hibrida dapat dilakukan melalui adsorpsi dengan

menggunakan arang aktif. Hal ini terbukti dengan meningkatnya kapasitas

4

adsorpsi arang aktif pada berbagai konsentrasi fenol di dalam asap cair tempurung

kelapa hibrida terutama pada suhu 30 C.

1.2. Rumusan Masalah

1. Berapa konsentrasi ZnCl terbaik untuk menghasilkan arang aktif kulit buah

nipah sesuai standar SNI ?

2. Berapa suhu aktivasi terbaik dalam pembuatan arang aktif kulit nipah ?

3. Bagaimana daya serap arang aktif kulit buah nipah terhadap kandungan fenol

dalam asap cair tempurung kelapa ?

1.3. Tujuan Penelitian

1. Menentukan konsentrasi ZnCl terbaik yang ditambahkan dalam pembuatan

arang aktif kulit nipah.

2. Menentukan suhu aktivasi terbaik untuk pembuatan arang aktif kulit nipah ?

3. Mengetahui daya serap arang aktif terhadap fenol dalam asap cair tempurung

kelapa?

1.4. Manfaat Penelitian

Manfaat dari hasil penelitian ini adalah diversifikasi produk dari tanaman

nipah dalam upaya meningkatkan nilai tambah kulit buah nipah, sebagai sumber

bahan bakar alternatif pengganti bahan bakar minyak, serta memperbaiki kualitas

asap cair tempurung kelapa.

1.5. Target Luaran

Luaran yang diharapkan dari penelitian ini adalah :

1. Publikasi ilmiah dalam jurnal lokal atau Jurnal Nasional akreditasi.

2. Pengayaan mata kuliah teknologi pengolahan pada program studi Teknologi

Pengolahan Hasil Perkebunan di Politeknik Ketapang.

5

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Tanaman Nipah

Nipah (Nypa fruticans (Thunb.) Wurmb.) termasuk tanaman dari suku

Palmae, tumbuh di sepanjang sungai yang terpengaruh pasang surut air laut.

Tumbuhan ini dikelompokkan pula kedalam tanaman hutan mangrove. Tanaman

tumbuh rapat bersama, seringkali membentuk komunitas murni yang luas di

sepanjang sungai dekat muara hingga sungai dengan air payau. Buahnya

membulat seperti buah pandan dengan panjang bonggol hingga 45 cm. Sebaran

jenis tanaman ini utamanya di daerah equator, melebar dari Sri Langka ke Asia

Tenggara hingga Australia Utara. Luas areal pertanaman nipah di Indonesia

diperkirakan 700.000 ha, terluas dibandingkan dengan Papua Nugini (500.000 ha)

dan Filipina (8.000 ha) (Subiandono, E., dkk, 2011).

Gambar 1. Buah Nipah

Tanaman Nipah tumbuh subur di hutan daerah pasang surut (hutan

mangrove) dan daerah rawa-rawa atau muara-muara sungai yang berair payau. Di

Indonesia luas daerah tanaman nipah adalah 10% dari luas daerah pasang surut

sebesar 7 juta Ha atau sekitar 700.000 Ha. Penyebarannya meliputi wilayah

6

kepulauan Sumatra, Kalimantan, Jawa, Sulawesi, Maluku, dan Irian Jaya

(Subiandono, E., dkk, 2011).

Nipah umumnya tumbuh di belakang formasi hutan mangrove di

sepanjang sungai menuju muara. Di tempat tersebut banyak terdapat endapan

tanah yang berasal dari hulu sungai, sehingga habitat nipah menjadi subur dan

berlumpur dalam. Keadaan airnya juga relatif lebih baik dibandingkan dengan di

hulu sungai. Pada areal yang ditumbuhi nipah, jumlah pohon dapat mencapai

1.984 pohon/ha, 1.067 pohon/ha di antaranya berbuah. Setiap pohon nipah

berbuah rata-rata 3,55 bonggol/pohon, 2,83 bonggol buah tua dan 0,76 bonggol

buah muda/pohon. Setiap bonggol rata-rata berisi 65 buah nipah. Rata-rata tiap

lima bonggol berisi 325 buah nipah muda atau 65 buah/bonggol, bobot buah rata-

rata 209 g, yang terdiri atas sabut dan tempurung 172,65 g (82,6%) dan daging

buah adalah 36 g (17,4%). Pada satu pohon nipah dapat menghasilkan buah

kurang lebih seberat 5 Kg dan menghasilkan limbah kulit buah kurang lebih

sekitar 3 Kg. Kulit buah nipah itu sendiri mengandung 36,5% selulosa dan kadar

lignin sebesar 27,3%.

Nipah juga merupakan sumber pangan dan energi, namun belum banyak

dipublikasi mengenai potensi maupun pemanfaatannya. Padahal hampir di

sebagian besar sungai yang masih terpengaruh olehpasangnya air laut banyak

dijumpai tumbuhan nipah dengan populasi yang sangat besar. Dilaporkan bahwa

pemanfaatan nipah secara tradisional oleh masyarakat di Batu Ampar, Pontianak,

untuk menghasilkan gula dan garam selain jajanan yang dibuat dari buah

(endosperma) nipah . Gula nipah diperoleh melalui pengolahan nira (cairan manis

yang diperoleh dari tandan bunga sebelum mekar), sedangkan garam nipah

diperoleh dari daging pelepah yang tua.

2.2. Karbon Aktif

Arang merupakan suatu padatan berpori yang mengandung 85-95%

karbon, dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon dengan pemanasan

pada suhu tinggi. Ketika pemanasan berlangsung, diusahakan agar tidak terjadi

kebocoran udara di dalam ruangan pemanasan sehingga bahan yang mengandung

7

karbon tersebut hanya terkarbonisasi dan tidak teroksidasi. Arang selain

digunakan sebagai bahan bakar, juga dapat digunakan sebagai adsorben

(penyerap). Daya serap ditentukan oleh luas permukaan partikel dan kemampuan

ini dapat menjadi lebih tinggi jika terhadap arang tersebut dilakukan aktivasi

dengan aktif faktor bahan-bahan kimia ataupun dengan pemanasan pada

temperatur tinggi. Dengan demikian, arang akan mengalami perubahan sifat-sifat

fisika dan kimia. Arang yang demikian disebut sebagai arang aktif. Proses

pembuatan karon aktif dapat dilakukan melalui tiga tahap yaitu :

1. Dehidrasi yaitu proses penghilangan air. Bahan baku dipanaskan sampai

temperatur 170C.

2. Karbonisasi yaitu pemecahan bahan-bahan organik menjadi karbon.

Pembentukan karbon terjadi pada temperatur 400-600C.

3. Aktivasi yaitu dekomposisi tar dan perluasan pori-pori.

Untuk mendapatkan karbon aktif yang baik, maka karbon hasil proses

karbonisasi perlu diaktivasi. Proses aktivasi merupakan suatu perlakuan terhadap

arang 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 daya adsorpsi. Metoda

aktivasi yang umum digunakan dalam pembuatan arang aktif adalah:

a. Aktivasi Kimia: proses pemutusan rantai karbon dari senyawa organik dengan

pemakaian bahan-bahan kimia. Aktivator yang digunakan adalah bahan-

bahan kimia seperti: hidroksida logam alkali garam-garam karbonat, klorida,

sulfat, fosfat dari logam alkali tanah dan khususnya ZnCl2 asam-asam

anorganik seperti H2SO4 dan H3PO4.

b. Aktivasi Fisika: proses pemutusan rantai karbon dari senyawa organik dengan

bantuan panas, uap dan CO2.

Luas permukaan arang aktif berkisar antara 300-3500 m2/g dan ini

berhubungan dengan struktur pori internal yang menyebabkan arang aktif

mempunyai sifat sebagai adsorben. Arang aktif dapat mengadsorpsi gas dan

senyawa-senyawa kimia tertentu atau sifat adsorpsinya selektif, tergantung pada

8

besar atau volume pori-pori dan luas permukaan. Daya serap arang aktif sangat

besar, yaitu 25-100% terhadap berat arang aktif. Menurut persyaratan Standar

Industri Indonesia (SII) Nomor 0258-79, karakteristik suatu karbon aktif sebagai

berikut :

Kadar Air : maksimum 10%

Kadar Abu : maksimum 2,5%

Kadar Zat terbang : maksimum 25%

Kadar Karbon : minimum 65%

Bagian yang tidak diperarang : Tidak nyata

Daya serap terhadap larutan I2 : minimum 20%

Pemanfaatan arang aktif dalam industri antara lain : menghilangkan zat

bau zat warna dan pemurnian air, serta menghilangkan bahan pencemar dan lain

sebagainya.

2.3. Asap Cair

Asap merupakan dispersi uap asap dalam udara, yang dihasilkan dari

proses distilasi kering atau pirolisa biomasa seperti kayu, kulit kayu, tempurung,

sabut, bambu, daun, dan lain sebagainya.

Proses pirolisa ini berjalan secara bertahap diawali dari tahap pertama

penghilangan air biomasa pada suhu 120150oC, diikuti tahap kedua proses

pirolisa hemiselulosa pada suhu 150-200o C, kemudian tahap ketiga proses

pirolisa selulosa pada suhu 250300o C, dilanjutkan tahap ke empat proses

pirolisa lignin pada suhu 400oC. Pada tahap lebih lanjut proses pirolisa akan

menghasilkan senyawa-senyawa baru hasil pirolisa produk kondensasi yang

mengandung komponen senyawa kimia yang sangat komplek seperti aldehid,

keton, alkohol, asam karboksilat, ester, furan, turunan piran, fenol, tar dan

senyawa Polycyclic Aromatic Hydrocarbon (PAH) yang terjadi pada suhu >500

oC (Aditria, R., Cahyono, B., dan Swastawati, 2013).

9

2.4. Fenol

Senyawa asap memberikan flavor asap (smoky) khas yang tidak dapat

digantikan dengan cara lain. Fenol merupakan senyawa yang paling bertanggung

jawab pada pembentukan aroma spesifik yang diinginkan pada produk asapan,

terutama fenol dengan titik didih medium seperti guaikol, eugenol dan siringol

Fenol dalam hubungannya dengan sifat sensoris mempunyai bau pungent kresolik,

manis, smoky dan seperti terbakar.

Fenol merupakan salah satu senyawa organik dominan yang terkandung di

dalam asap cair disamping dua senyawa dominan lainnya yakni asam dan

karbonil. Fenol di dalam asap cair berperan sebagai antioksidan dan perisa pada

produk pangan asap. Meskipun demikian, penggunaan fenol sebagai antioksidan

dan sebagai perisa makanan harus dibatasi karena dapat berpengaruh negatif bagi

kesehatan tubuh misalnya sebagai prooksidan atau menyebabkan aroma asap cair

menjadi sangat kuat sehingga sulit diterima oleh konsumen. Asap cair komersial

yang diizinkan mengandung fenol 1250 2500 mg/L (Kadir,S., dkk, 2011).

Salah satu upaya pemisahan senyawa aktif yang mengkontribusi aroma

dari senyawa kompleksnya adalah adsorpsi (Diban dkk., 2007). Adsorpsi

merupakan proses pemisahan suatu zat (adsorbat) dengan menggunakan adsorben,

baik melalui proses elusi maupun tanpa elusi. Proses elusi dilakukan apabila

senyawa yang diinginkan teradsorp di dalam adsorben dan sebaliknya proses elusi

tidak diperlukan apabila senyawa yang tidak diinginkan teradsorp.

2.5. Adsorpsi

Sorpsi merupakan istilah umum yang menggambarkan pergerakan materi

dari satu fase ke fase lain. Bila sorpsihanya terjadi pada permukaan fasa lain

disebut adsorpsi, sedangkan bila materi tersorpsi terbagi rata di seluruh fasa

disebut absorpsi.

Arang aktif merupakan salah satu jenis adsorben yang penggunaannya

sangat populer hingga saat ini karena memiliki kapasitas adsorpsi yang tinggi.

Sifat karbon aktif yang paling penting adalah kapasitas adsorspinya. Dalam hal

ini, ada beberapa faktor yang mempengaruhi kapasitas adsorpsi yaitu :

10

1. Sifat Adsorben

Arang aktif yang merupakan adsorben adalah suatu padatan berpori, yang

sebagian besar terdiri dari unsur karbon bebas dan masing-masing berikatan

secara kovalen dengan demikian, permukaan arang aktif bersifat non polar.

Selain komposisi dan polaritas, struktur pori juga merupakan faktor yang

penting diperhatikan. Struktur pori berhubungan dengan luas permukaan, semakin

kecil pori-pori arang aktif, mengakibatkan luas permukaan semakin besar. Dengan

demikian kecepatan adsorpsi bertambah. Untuk meningkatkan kecepatan adsorpsi,

dianjurkan agar menggunakan arang aktif yang telah dihaluskan. Jumlah atau

dosis arang aktif yang digunakan, juga diperhatikan.

2. Sifat Serapan

Banyak senyawa yang dapat diadsorpsi oleh arang aktif, tetapi

kemampuannya untuk mengadsorpsi berbeda untuk masing-masing senyawa.

Adsorpsi akanbertambah besar sesuai dengan bertambahnya ukuran molekul

serapan dari sturktur yang sama, seperti dalam deret homolog. Adsorsi juga

dipengaruhi oleh gugus fungsi, posisi gugus fungsi, ikatan rangkap, struktur rantai

dari senyawa serapan.

3. Temperatur

Dalam pemakaian arang aktif dianjurkan untuk menyelidiki temperatur

pada saat berlangsungnya proses. Karena tidak ada peraturan umum yang bisa

diberikan mengenai temperatur yang digunakan dalam adsorpsi. Faktor yang

mempengaruhi temperatur proses adsoprsi adalah viskositas dan stabilitas termal

senyawa serapan. Jika pemanasan tidak mempengaruhi sifat-sifat senyawa

serapan, seperti terjadi perubahan warna maupun dekomposisi, maka perlakuan

dilakukan pada titik didihnya. Untuk senyawa volatil, adsorpsi dilakukan pada

temperatur kamar atau bila memungkinkan pada temperatur yang lebih kecil.

4. pH (Derajat Keasaman)

Untuk asam-asam organik adsorpsi akan meningkat bila pH diturunkan,

yaitu dengan penambahan asam-asam minreal. Ini disebabkan karena kemampuan

asam mineral untuk mengurangi ionisasi asam organik tersebut. Sebaliknya bila

11

pH asam organik dinaikkan yaitu dengan menambahkan alkali, adsorpsi akan

berkurang sebagai akibat terbentuknya garam.

5. Waktu Kontak

Bila arang aktif ditambahkan dalam suatu cairan, dibutuhkan waktu untuk

mencapai kesetimbangan. Waktu yang dibutuhkan berbanding terbalik dengan

jumlah arang yang digunakan. Selain ditentukan oleh dosis arang aktif,

pengadukan juga mempengaruhi waktu singgung. Pengadukan dimaksudkan

untuk memberi kesempatan pada partikel arang aktif untuk bersinggungan dengan

senyawa serapan. Untuk larutan yang mempunyai viskositas tinggi, dibutuhkan

waktu singgung yang lebih lama (Sembiring, 2003).

12

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. Waktu dan Tempat Penelitian

Penelitian akan dilakukan selama 4 (empat) bulan dan dilakukan di

laboratorium pengolahan dan kimia politeknik ketapang.

3.2. Bahan dan Alat

3.2.1. Bahan

Bahan baku yang digunakan adalah kulit buah nipah (Nypa fruticans),

aquades, larutan ZnCl2, larutan iodium, larutan kanji, larutan biru metilen, larutan

natrium tiosulfat dan larutan benzena serta asap cair tempurung kelapa.

3.2.2. Alat

Peralatan utama yang digunakan antara lain : retort, furnace,

spektrofotometer, gelas ukur, crusible, kertas saring, ayakan, desikator,

elenmeyer, labu ukur, buret, gelas beker, cawan arloji, timbangan analitik, oven

dan spektrofotometer.

3.3. Prosedur Kerja

Sebelum digunakan kulit buah Nipah dibersihkan dan dicuci untuk

menghilangkan tanah liat dan impuritas anorganik lainnya. Kemudian kulit nipah

dipotong dengan ukuran 505 mm dan dikeringkan di dalam oven selama 24 jam

pada suhu 120C untuk mengurangi kandungan airnya. Selanjutnya dilakukan

tahap-tahap sebagai berikut :

13

1. Tahap Pirolisis

Kulit buah nipah kering dimasukkan ke dalam tungku pengarangan dan

dipanaskan pada suhu 300oC selama 5 jam hingga menjadi arang (pirolisis).

Arang yang terbentuk diambil dan didinginkan pada suhu ruang (udara terbuka).

2. Tahap Aktivasi :

Arang yang dihasilkan diaktifkan secara kimia yaitu direndam dalam

larutan ZnCl2 0,1 %, 0,4 %, 0,7 %, 1%, 1,3 % selama 24 jam, kemudian

ditiriskan. Setelah itu arang dipanaskan pada tungku aktivasi pada suhu 700C dan

900C selama 1 jam. Selanjutnya didinginkan selama 24 jam kemudian

ditimbang, dan dihitung rendemennya. Sebelum diperlakukan lebih lanjut, arang

aktif disimpan dalam plastik yang tertutup rapat. Arang aktif kemudian ditumbuk

dengan dan diayak dengan ayakan berukuran 80 mesh dan selanjutnya siap diuji

kualitasnya.

3. Tahap Pengujian :

Rendemen, kadar air, kadar abu, kadar zat mudah menguap, kadar karbon

terikat, daya serap terhadap iodium, daya serap terhadap metilen biru (SNI 06-

3730-1995) dan arang aktif kualitas terbaik yang dihasilkan digunakan sebagai

absorben pada pemurnian asap cair tempurung kelapa. Untuk menguji keefektifan

arang aktif kulit nipah dalam mengurangi kandungan fenol dalam asap cair

dilakukan pengujian daya serap terhadap fenol.

3.4. Rancangan Percobaan

Penelitian ini menggunakan Rancangan Acak Lengkap (RAL) Faktorial

2x5x5 ulangan dengan dua faktor perlakuan yaitu suhu aktivasi (700oC dan

900oC) dan konsentrasi bahan pengaktif ZnCl2 (0,1% ; 0,4% ; 0,7% ; 1% ; 1,3%).

Dari kedua faktor tersebut didapat 10 kombinasi perlakuan yaitu :

S1A1 = Konsentrasi ZnCl2 0,1 % dengan suhu aktivasi 700C




14







Setiap kombinasi perlakuan di ulang lima kali, sehingga diperoleh 50 unit

percobaan.

3.5. Parameter Pengamatan

Kualitas arang yang dihasilkan di uji kualitasnya berdasarkan Standar

ASTM (Anonim, 1982) yang meliputi penetapan kadar air, zat terbang, abu, dan

kadar karbon terikat. Sedangkan kualitas arang aktif di uji berdasarkan standar

Indonesia (Anonim, 1995) yang meliputi penetapan kadar air, abu, zat terbang,

karbon, daya serap terhadap yodium dan fenol. Pengamatan untuk setiap

parameter dilakukan sebanyak lima ulangan.

3.6. Analisa Data

Data-data yang diperoleh dianalisis dengan F hitung dan pengaruh faktor-

faktor diuji lanjut menggunakan uji beda nyata menggunakan Duncan Multiple

Range Test (DMRT) pada taraf 0,5.

15

Kulit Buah Nipah

Dipotong 2x2 cm

Dikeringkan

(Suhu 170C, Selama 24 Jam)

Pirolisasi

(Suhu 500C)

Arang Kulit Buah Nipah

Direndam dalam larutan ZnCL2

(Sesuai Perlakukan) Selama 24 Jam

Diaktifasi

(Suhu 700C dan 900C)

Arang Aktif Kulit Buah Nipah

Aplikasi pada Asap Cair

Analisis :

Rendemen, Kadar Air,

Kadar, Abu, Daya Serap

I2, Kadar Karbon

Analisis :

Daya serap fenol

Gambar 2. Tahapan Penelitian

16

BAB IV

BIAYA DAN JADWAL PENELITIAN

4.1. Anggaran Biaya

Berikut ringkasan Anggaran Biaya Penelitian yang diusulkan :

No Jenis Pengeluaran Biaya yang

Diusulkan (Rp.)

1 Gaji dan Upah 2.920.000

2 Bahan habis pakai dan peralatan 7.300.000

3 Perjalanan 2.190.000

4 Lain-lain 2.190.000

Jumlah Total Biaya Penelitian yang diusulkan : 14.600.000

4.2. Jadwal Penelitian

Berikut jadwal pelaksanaan penelitian yang akan dilakukan :

Uraian Kegiatan Tahun I

Bulan Ke -

1 2 3 4 5 6

Persiapan Penelitian (Administrasi, Rencana Kerja,

Rencana Kebutuhan, Koordinasi tim)

Pelaksanaan Penelitian

- Penyiapan Alat dan Bahan Penelitian

- Pembuatan Arang Aktif dan Aplikasinya

- Pengujian Arang Aktif

- Validasi data dan olah data penelitian

Penyusunan Laporan Akhir

Pelaporan Akhir/ Publikasi

17

DAFTAR PUSTAKA

Baharudin dan Taskirawati. 2009. Hasil Hutan Bukan Kayu. Fakultas Kehutanan Universitas Hassanudin.

Binta, D., Wijana, S., Mulyadi, A.F., 2013. Pengaruh Lama Pemeraman Terhadap KadarLignin dan Selulosa Pulp (Kulit Buah dan Pelepah Nipah) Menggunakan Biodegradator EM4. Jurnal Industria Vol. 2 [1] : 75-83

Intan Kurniawan, K.G., dan Gentur Sutapa, J.P., 2009. Pembuatan dan Pemanfaatan Arang Aktif dari Tempurung Buah Lontar (Borassus flabellifer Linn) Sebagai Adsorben Limbah Batik Kayu. Fakultas Kehutanan, Universitas Gajahmada.

Mulyadi, A.P, Dewi, I.K., dan Deoranto, P., 2013. Pemanfaatan Kulit Buah Nipah Untuk Pembuatan Briket Bioarang Sebagai Sumber Energi Alternatif. Jurnal Teknologi Pertanian Vol. 14. [1] : 65-72.

P. Tamunaidu and S. Saka, 2011. Chemical Characterization of Various Parts of Nipa Palm (Nypa fruticans). Industrial Crops and Products, 34:14231428.

Pambayun, G.S., Yulianto, R.Y.E., Rachimoellah, M., Endah Putri, 2013. Pembuatan Karbon Aktif Dari Arang Tempurung Kelapa Dengan Aktivator ZnCl2 dan Na2CO3 Sebagai Adsorben Untuk Mengurangi Kadar Fenol Dalam Air Limbah. Jurnal Teknik Pomits Vol. 2 [1]: 116-120.

Pari, G. dan Hendra, D., 2006. Pengaruh Lama Waktu Aktivasi dan Konsentrasi Asam Fosfat Terhadap Mutu Arang Aktif Kulit Kayu Acacia mangium. Jurnal Penelitian Hasil Hutan. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hasil Hutan.

Pari, G., Sofyan, K., Syafii, W., dan Buchari, 2006. Arang Aktif Sebagai Bahan Penangkap Formaldehida Pada Kayu Lapis. Jurnal Teknologi Industri Pertanian Vol. 14[1] : 17-23.

Subiandono, E., Heriyanto, N.M., dan Karlina, E., 2011. Potensi Nipah (Nypa Fruticans) Sebagai Sumber Pangan dari Hutan Mangrove. Pusat Penelitian dan Pengembangan Hutan dan Konservasi Alam. Bogor.

Suhendra, D., dan Gunawan E.R., 2010. Pembuatan Arang Aktif dari Batang Jagung Menggunakan Asam Sulfat dan Penggunaanya Pada Penyerapan Ion Tembaga (II). Jurnal Makara, Sains Vol 14 [1] : 22-26.

Sukir, 2008. Pembuatan dan Karakterisasi Karbon Aktif dari Sekam Padi. Tesis. Institut Teknologi Bandung.

18

Syahraeni Kadir, Darmadji, P., Hidayat, C., dan Supriyadi, 2011. Kesetimbangan Adsorpsi Fenol dari Asap Cair Tempurung Kelapa Hibrida pada Arang Aktif. Jurnal Agritech Vol. 31[1]: 30-35.

19

Lampiran 1. Justifikasi Anggaran Penelitian

I. Anggaran Tahun Pertama

1. Honor Tim Peneliti

No. Honor Honor/ Jam

(Rp.)

Waktu

(Jam/ Minggu) Minggu

Honor per Tahun

(Rp.)

Tahun I

1. Ketua 22.500 4,5 24 2.430.000

2. Anggota 10.000 2 24 480.000

Sub Total (Rp.) 2.920.000

Persentase 20%

2. Peralatan Penunjang dan bahan habis pakai

No Material Justifikasi Pemakaian Kuantitas

Harga

Satuan

(Rp.)

Harga

Peralatan

Penunjang

(Rp)

1. Buah Nipah Bahan Baku Utama 200 12.000 2.400.000

2. Asap Cair Pengujian 3000 65 195.000

3. Kalium Iodin Analisa Daya Serap I2 1000 500 500.000

4. Na. Thisulfat Analisa Daya Serap I2 1000 200 200.000

5. Iodium Analisa Daya Serap I2 250 2.000 500.000

6. Larutan Kanji Analisa Daya Serap I2 250 500 125.000

7. Oven Analisa Kadar Air 72 5.000 360.000

8. Tanur/furnace Analisa Kadat Abu 24 15.000 360.000

9. Glass wear Analisa dan Pengujian 40 5.000 200.000

10. Spektrofotometri Kadar Fenol 50 35.000 1.750.000

11. Drum klin Proses pirolisis 2 300.000 600.000

12. Minyak Tanah Proses pirolisis 2 15.000 30.000

13. Pipa Besi 2" Proses pirolisis 1 80.000 80.000


Persentase 50%

3. Perjalanan

No. Material Justifikasi Perjalanan Kuantitas

Harga

satuan

(Rp.)

Biaya

Perjalanan

per Tahun

(RP)

1. Perjalanan survey

bahan baku

Transport ke sentra

nipah 1 50.000 100.000

2. Monev 70% Transport Ketapang-

Pontianak PP 2 500.000 1.000.000

3. Monev

Desentralisasi

Transport Ketapang-

Pontianak PP 2 500.000 1.000.000

20

4. Transportasi ke

instansi terkait Ketapang 1 50.000 100.000


Persentase 15%

5. Lain-lain

No. Material Justifikasi

Pemakaian Kuantitas

Harga

Satuan

(Rp.)

Harga

Lain-lain

(Rp.)

1 Rapat Koordinasi Koordinasi 3 120.000 360.000

2 Kerta Ukuran A4 70

Gsm

Print Out laporan

dan administrasi 3 45.000 135.000

3 Tinta Printer Warna

Print Out laporan


4 Tinta Printer Hitam

Print Out laporan


5 Kertas Sampul Ukuran

A4

Laporan

Kemajuan dan

Akhir

10 1.500 15.000

6 Stapler + Isinya Penjilidan 1 30.000 30.000

7 Referensi dan Literatur Penggandaan 200 250 50.000

8 Laporan Sementara

(Kemajuan 70%)

Penggandaan 4 20.000 80.000

9 Materai 6000 Laporan

Keuangan 10 8.000 80.000

10 Materai 3000 Laporan

Keuangan 10 5.000 50.000

11 Laporan Akhir Penggandaan 5 20.000 100.000

12 Seminar Laporan Akhir 1 150.000 150.000

13 Laporan ke Kopertis Pengiriman 2 40.000 80.000

14 Pajak PPH 21 dan PPN 1 350.000 350.000

15 Publikasi Publikasi 1 500.000 500.000

Sub Total 2.190.000

Persentase 15%

Total Biaya yang di Usulkan (Rp.) 14.600.000

Persentase 100%

21

Lampiran 2. Susunan Organisasi Tim Peneliti dan Pembagian Tugas

Adapun susunan organisasi tim peneliti adalah sebagai berikut :

No

. Nama NIDN

Bidang

Ilmu

Alokasi Waktu

(Jam / Minggu) Uraian Tugas

1. Adha Panca

Wardanu

1117098305

Teknologi

Industri

Pertanian

4,5/ Minggu

Survey lapangan,

pengambilan data,

analisa data dan

pelaporan akhir.

2. Khairul

Zaman 1112088501 Ilmu Sains 2/ Minggu

Pengambilan data,

pelaporan.

22

Lampiran 3. Biodata Peneliti

Identitas Ketua

Nama Lengkap : Adha Panca Wardanu, S.TP, MP

Jabatan Fungsional : Asisten Ahli

NIK : 16118-0108-049

NIDN : 11-1709-8305

Tempat Tanggal Lahir : Pontianak, 17 September 1983

Alamat Rumah : Jl. Gajahmada Kompl. Palm Vista Residance D 61, Ketapang

Nomor Telepon/ Faks/ HP : 0813 4502 8801

Alamat Kantor : Jl. Rangga Sentap (Dalong), Kab. Ketapang

Alamat Email : [email protected]

Mata Kuliah yang Diampu 1. Pengantar Teknologi Pertanian 2. Pengawasan Mutu 3. Teknologi Pengolahan Kelapa Sawit

Riwayat Pendidikan

S-1 S-2

Nama Perguruan

Tinggi

Institut Pertanian STIPER

Jogjakarta

Universitas Brawijaya

Bidang Ilmu Teknologi Industri Hasil

Pertanian

Teknologi Industri Pertanian

Tahun Masuk-

Lulus

2005 -2007 2008 -2010

Judul Skripsi/ Tesis Karakteristik Minuman

Probiotik Sari Lidah Buaya

dengan Variasi jenis bakteri

asam laktat dan penambahan

gelatin

Pemanfaatan Limbah Industri

Konsentrat Nanas dalam Pembuatan

Nata de Pina dan prakiraan kelayakan

teknis dan finansial pada skala industri

kecil

Nama Pembimbing Ngatirah, SP. MP Prof. Sri Kumalaningsih, MApp.Sc

Pengalaman Penelitian

Tahun Judul Penelitian Pendanaan

Sumber Jumlah (Rp.)

2013 Strategi Pengembangan Agroindustri

Kelapa Terpadu (Studi Kasus di

Kabupaten Ketapang)

DP2PM DIKTI

(Dosen Pemula) 12.5000.000.,

Pengalaman Pengabdian Kepada Masyarakat

Tahun Judul Pengabdian Pada Masyarakat Pendanaan

Sumber Jumlah (Rp)

2012 Pelatihan Tepat Guna Berbasis

Komoditi Kelapa di Kecamatan

Muara Pawan Ketapang

Hibah Kerjasama

Pengembangan Politeknik

Pemda (Dikti)

15.000.000.,

23

Publikasi Ilmiah

Judul Artikel

Volume/

Nomor/

Tahun

ISSN Nama Jurnal

Characteristic Probiotik Bevarage of

Juice Aloevera With Lactic Acid

Bacterial Type and Gelatin Addition

Vol. III. No.

1.

January,

2007

ISSN 1829 -

8451 AgroteknoSE

An Innovative Natural Dietary Fibre

(Nata)Product Made from Solid

Waste of Pineapple Concentrate

Industry Using Acetobacter xylinum

Vol. 4. No. 1.

January,

2012

ISSN 2075 -

4124

International

Journal Of

Academic

Research

Semua data yang saya isikan dan tercantum dalam biodata ini adalah benar dan

dapat dipertanggungjawabkan secara hukum. Apabila di kemudian hari ternyata

dijumpai ketidak-sesuaian dengan kenyataan, saya sanggup menerima sanksi.

Demikian biodata ini saya buat dengan sebenarnya untuk memenuhi salah satu

persyaratan dalam pengajuan Hibah Dosen Pemula.

Ketapang, 14 04 - 2014

Pengusul,

( Adha Panca Wardanu )

24

Identitas Diri Anggota

Nama Lengkap : Khairul Zaman

Jabatan Fungsional : Tenaga Pengajar

NIDN : 1112088501

Tempat Tanggal Lahir : 12 Agustus 1985

Alamat Rumah : Jl. Rangga Sentap, Dalong.Sukaharja. Ketapang

Nomor Telepon/ Faks/ HP : 08

Alamat Kantor : Jl. Rangga Sentap (Dalong), Kec. Sukaharja.

Kab. Ketapang

Alamat Email : [email protected]

Mata Kuliah yan Diampu 1. Ilmu Alamiah Dasar

2. Etika Profesi

Riwayat Pendidikan

S-1 S-2

Perguruan Tinggi Universitas Tanjungpura Universitas Tanjungpura

Bidang Ilmu Bahasa Inggris Ilmu Sains

Tahun Masuk-Lulus 2002 -2007 2008 -2011

Pengalaman Penelitian

Tahun Judul Penelitian

Sumber Keterangan

- - - -

2

POLITEKNIK KETAPANG UNIT PENELITIAN DAN PENGABDIAN PADA MASYARAKAT

Alamat Jalan Rangge Sentap(Dalong) Kel. Sukaharja Kec. Delta Pawan Ketapang,

Telp (0534) 3037212 -3037213 Faks, (0534) 303212

SURAT PERNYATAAN KETUA PENELITI

Yang bertanda tangan dibawah ini :

Nama : Adha Panca Wardanu, S.TP, MP

NIDN :1117098305

Pangkat/ Gol. : III/ B

Jabatan Fungsional : Asisten Ahli

Alamat : Jalan Gajahmada Komplek Palm Vista Residance D 61,

Kalinilam. Kec. Delta Pawan, Kab. Ketapang 78813

Dengan ini menyatakan bahwa Proposal penelitian saya dengan judul : KARAKTERISASI

KARBON AKTIF DARI KULIT BUAH NIPAH (Nypa fruticans) DENGAN AKTIVATOR

ZnCl2 SEBAGAI ADSORBEN UNTUK MENGURANGI KANDUNGAN FENOL DALAM

ASAP CAIR yang diusulkan dalam skema Dosen Pemula untuk tahun anggaran 2015 bersifat

original dan belum pernah dibiayai oleh lembaga/ Sumber dana lain.

Bilamana dikemudian hari ditemukan ketidaksesuain dengan pernyataan ini, maka saya bersedia

dituntut dan diproses sesuai dengan ketentuan yang berlaku dan mengembalikan seluruh biaya

penelitian yang sudah diterima ke kas Negara.

Demikian pernyataan ini dibuat dengan sesungguhnya dan dengan sebenar-benarnya.

Ketapang, 14 April 2014

Mengetahui, Yang Menyatakan

Ketua UP2KM,

Adha Panca Wardanu Adha Panca Wardanu

NIK. 11618 0108 049 NIK. 11618 0108 049

adha panca wardanu politeknik ketapang

Documents