Energi Biomasa KTU 2031

K 13-14
ARANG AKTIF
Exsternalisasi Pengetahuan awal
( Preknowledges)
1. Arang dan arang aktif
2. Apakah kita pernah makan arang aktif
3. Pengertian aktifasi
Pengertian Arang aktif
• Arang yang telah diaktivasi sehingga
memiliki permukaan yang luas dan
mempunyai kemampuan menyerap yang
tinggi terhadap uap, gas dan zat-zat yang
berada dalam suatu larutan.
• Struktur yang sangat porous dan luas
permukaan internal yang sangat besar.
• Luas permukaan internal 500 sampai
2000 m2/g.
Faktor-faktor yang mempengaruhi
kualitas arang aktif
•
•
•
•
•
•
Bahan baku
Cara aktivasi
Suhu aktivasi
Lama waktu aktivasi.
Jenis bahan kimia aktivator
Konsentrasi.
Bahan Baku Arang Aktif
• Semua bahan berkarbon baik yang
berasal dari hewan, tanaman atau
mineral.
• Bahan baku yang baik : murah,
kandungan karbon tinggi, dan kandungan
bahan anorganik yang rendah.
• Contoh : kayu, tempurung, biji buah,
limbah pertanian, dsb.
Aktivasi
•
•
•
•
•
•
Pemindahan karbon
Penghilangan lapisan aromatis
Pempemtukan struktur mikropori.
Pelebaran pori
Pembentukan pori baru
Cara Aktivasi :
1. Cara Kimia
2. Cara Fisika
Struktur Pori Arang Aktif
Macam pori:
Mikropori
< 2nm
Mesopori
2 – 50 nm
Makropori > 50 nm
Macro Pore
Pori-pori Arang Aktif
•
•
•
•
•
•
Volume mikropori : 0,2 – 0,6 cm3/g.
Volume mesopori : 0,1 – 0,5 cm3/g.
Volume makropori : 0,2 – 0,8 cm3/g.
Mikropori : 90-95%.
Adsorptive yang berbeda.
Adsorpsi solute dari larutan.
Kualitas Arang Aktif
•
•
•
•
•
•
•
•
Bagian yang hilang pada pemanasan 950oC
Kadar air
Kadar abu
Daya serap terhadap I2
Karbon aktif murni
Daya serap terhadap benzena
Daya serap terhadap biru metilen
Lolos ukuran mesh 325
Sifat Adsorbsi 1
• Adsorpsi iodin merupakan nilai yang
digunakan untuk memperkirakan luas
permukaan spesifik dari arang aktif
(Jankowska dkk., 1991).
• Bilangan iodin didefinisikan sebagai banyaknya
miligram iodin yang teradsorpsi oleh 1 gram
arang aktif dari larutan cair ketika konsentrasi
residual filtrat sama dengan 0,02 N.
Sifat Adsorbsi 2
• Adsorpsi metilen biru memberikan sebuah
indikasi kapasitas adsorpsi dari arang aktif
terhadap molekul yang memiliki dimensi yang
sama dengan metilen biru yaitu lebih besar
dari 1,5 nm (Jankowska dkk., 1991).
• Bilangan metilen biru didefinisikan sebagai
banyaknya centimeter kubik larutan metilen
biru standar mengalami perubahan warna
oleh 0,2 g arang aktif.
Faktor yang berpengaruh terhadap
adsorpsi arang aktif:
• Karakteristik fisik dan kimia dari adsorben yang
meliputi luas permukaan, ukuran pori, komposisi
kimia dan lain-lain
• Karakteristik fisik dan kimia adsorbat yang meliputi
ukuran molekul, polaritas molekul, komposisi kimia
dan lain-lain
• Konsentrasi adsorbat dalam fase cair (larutan)
• Karakteristik fase cair yang meliputi pH dan suhu
• Waktu tinggal (residence time) dari sistem.
Standar Kualitas Arang Aktif SNI. 06-3730-1995
Uraian
Syarat Kualitas
Butiran
Serbuk
Bagian yang hilang pada pemanasan
950oC
Maks. 15
Maks. 25
Kadar air (%)
Maks. 4,4
Maks. 15
Kadar abu (%)
Maks. 2,5
Maks. 10
0
0
Daya serap terhadap I2 (mg/g)
Min. 750
Min. 750
Karbon aktif murni (%)
Min. 80
Min. 65
Daya serap terhadap benzena (%)
Min. 25
-
Daya serap terhadap biru metilen (mg/g)
Min. 60
Min. 120
0,45-0,55
0,30-0,35
-
Min. 90
Jarak mesh (%)
90
-
Kekerasan (%)
80
-
Bagian tidak mengarang
Kerapatan jenis curah (g/mg)
Lolos ukuran mesh 325 (%)
Kegunaan arang aktif berdasarkan maksud
/tujuan pemakaian :
Untuk Gas
• Pemurnian gas : desulfurisasi, menghilangkan gas
beracun, bau busuk, asap, menyerap racun.
• Pengolahan LNG : desulfurisasi dan penyaringan
berbagai bahan mentah dan reaksi gas.
• Katalisator : reaksi katalisator atau pengangkut vinil
klorida, dan vinil acetat.
• Lain-lain : menghilangkan bau dalam kamar
pendingin dan mobil
Untuk zat cair
• Industri obat dan makanan : menyaring dan menghilangkan
warna, bau, rasa yang tidak enak pada makanan.
• Minuman ringan dan minuman keras : menghilangkan
warna, bau pada arak/minuman keras dan minuman ringan.
• Kimia perminyakan : penyulingan bahan mentah dan zat
perantara.
• Pembersih air : menyaring/menghilangkan bau, warna, zat
pencemar dalam air, sebagai pelindung dan penukaran resin
dalam alat/penyulingan air.
• Pembersih air buangan : mengatur dan membersihkan air
buangan dan pencemar, warna, bau, logam berat.
• Penambakan udang dan benur : pemurnian, menghilangkan
bau, dan warna.
• Pelarut yang digunakan kembali : penarikan kembali
berbagai pelarut, sisa methanol, etil acetat dan lain-lain.
Lain-lain
• Pengolahan pulp : pemurnian dan
menghilangkan bau.
• Pengolahan pupuk : pemurnian.
• Pengolahan emas : pemurnian.
• Penyaringan minyak makan dan glukosa :
menghilangkan bau, warna, dan rasa tidak enak
(Anonimous, 1999)
Contoh hasil penelitian
Kualitas Minyak Jelantah
Tanpa
penyaringan
Penyaringan
5%
Penyaringan
10%
Angka asam
1,046
0,690
0,522
Angka peroksida
11,242
7,136
4,467
Angka
penyabunan
184,087
202,878
203,854
FFA (%)
37,347
24,628
18,648
Parameter
Yaitu : penurunan angka asam dari minyak jelantah sebesar
50,1%, angka peroksida menurun sebesar 60,3%, angka
FFA menurun sebesar 50% sedang angka penyabunan
meningkat hingga 10,7%.
PENDALAMAN MATERI
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Aneka proses aktivasi
Pemanfaatan arang aktif
Pemilihan Bahan baku arang aktif
Arang aktif dan kesehatan
Arang aktif dan Industri
Masa depan pemanfaatan arang aktif
Kemungkinan penelitian arang aktif