PEMANFAATAN KULIT DURIAN SEBAGAI ADSORBEN TERAKTIVASI KOHBayu Aji Satrio, Nur Azizah, Risna Ayu Fadilah*, Tatu Ruhamalia, Yusi AgustinaProgram Studi Kimia, Fakultas Sains dan Teknologi, UIN Syarif Hidayatullah JakartaJl. Ir. H. Juanda No. 95 Ciputat 15412Email: risnaayu94@gmail.com

ABSTRAKDewasa ini kulit durian hanya menjadi sampah dan belum dimanfaatkan dengan baik. untuk itu dilakukan penelitian tentang pemanfaatan kulit buah durian sebagai adsorben. pembuatan adsorben dengan bahan baku kulit durian ini dilakukan dengan cara basa, yaitu menggunakan larutan Kalium Hidroksida sebagai aktifatornya. Sintesis karbon aktif dilakukan dengan 2 tahap, yaitu tahap karbonisasi yang dilakukan secara manual yaitu pembakaran sampai menjadi arang.Hasil karbonisasi kulit durian di rendam dalam aktivator selama 3 hari dengan variasi konsentrasi larutan aktivator (1M, 2M, dan 3M). Selanjutnya di keringkan dalam oven dengan suhu 1500 C selam satu hari. Nilai adsorbansi kulit durian kemudian diuji dengan 3 sampel (K2CrO7, CuSO4 dan metilen blue). Hasil penelitian menunjukkan pada sampel 3 yaitu penambahan metilen blue mengalami perubahan warna dari biru menjadi orange muda. Hal ini disebabkan ukuran pori-pori adsorben yang besar dan dalam jumlah banyak sehingga mampu mengadsorbsi metilen blue. Dapat diindikasikan bahwa semakin besar ukuran pori-pori suatu adsorben dan dalam jumlah yang banyak, maka akan semakin efektif dalam mengadsorbsi suatu zat.

Kata Kunci : Karbon aktif, Kulit durian, Kalium hidroksida, Adsorbsi Metilen blue.

I. PENDAHULUAN

Limbah menyebabkan pencemaran lingkungan, munculnya penyakit dan menurunkan nilai estetika/keindahan kota serta masalah-masalah lainnya. Limbah kulit durian yang selama ini tidak termanfaatkan dengan baik, karena karakternya yang sukar terurai sehingga berpotensi menjadi salah satu limbah hayati yang dapat menyebabkan pencemaran lingkungan. Dengan melihat pada struktur dan karakteristik dari kulit durian tersebut, sebenarnya dimungkinkan untuk memanfaatkan limbah kulit durian tersebut sebagai produk olahan yang dapat digunakan kembali, contohnya ialah dimanfaatkan menjadi karbon aktif. Dengan adanya pemanfaatan dan pengoptimalan karbon aktif dari kulit durian akan membawa dampak positif lainnya berupa peningkatan perekonomian masyarakat. Dari analisis situasi di atas, maka perumusan masalah yang dapat diambil adalah : bagaimana memanfaatkan limbah kulit durian yang menumpuk pada saat musim panen buah durian hingga menjadi karbon aktif yang dapat dimanfaatkan dan dapat mengurangi bahan pencemar lingkungan, dan bahkan dapat membantu perekonomian masyarakat. Buah durian yang berasal dari pohon durian (Durio zibethinus Murr) banyak tumbuh di hutan maupun di kebun milik penduduk. Ciri buahnya, bentuknya besar bulat/oval dengan aroma rasa, baunya khas dan menjadi buah primadona yang banyak disukai masyarakat Indonesia, tak terkecuali masyarakat Semarang dan sekitarnya. Kulit buah yang keras dan tebal yang mencapai hampir seperempat bagian dari buahnya tersebut merupakan bagian yang dibuang begitu saja sampai akhirnya menjadi busuk. Apabila dilihat dari karakteristik bentuk dan sifat-sifat kulitnya, sebenarnya dapat dimanfaatkan untuk bahan campuran papan partikel, papan semen, arang briket, arang aktif, filler, campuran untuk bahan baku obat nyamuk dan lain-lain. (Rossi,2009)Selama ini masyarakat yang tinggal di perkotaan hanya mengonsumsi daging buah dan bijinya untuk dibuat berbagai macam panganan, misalnya dodol/lempok, campuran kolak, selai, bahan campuran untuk kue, tempoyak (daging buah durian yang di-awetkan) dan lain-lain. Sedangkan kulit durian tersebut hanya menghiasi lingkungan kita sebagai setumpuk sampah yang menghasilkan bau busuk dan mendatangkan banyak kuman, serangga, lalat dan nyamuk yang tentunya akan berujung pada timbulnya sarang dan sumber penyakit. Selain itu tumpukan kulit durian yang sulit terdegradasi tersebut akan membuat pemandangan yang tidak sedap untuk mata kita.(Rossi,2009)Karbon aktif adalah karbon padat yang memiliki luas permukaan yang cukup tinggi berkisar antara 100 sampai dengan 2000 m2/g. Bahkan ada peneliti yang mengklaim luas permukaan karbon aktif yang dikembangkan memiliki luas permukaan melebihi 3000 m2/g. Bisa dibayangkan dalam setiap gram zat ini mengandung luas permukaan puluhan kali luasan lapangan sepak bola. 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 karbon aktif sangat cocok digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan luas kontak yang besar seperti pada bidang adsorpsi (penjerapan), dan pada bidang reaksi dan katalisisBerdasarkan penelitian dari University Chulalongkom Thailand yang menyebutkan bahwa kulit durian memilki kandungan selulosa terbanyak sekitar 50%-60% carboxymethylcellulose dan lignin 5%. Penggunaan selulosa ini dapat diaplikasikan karena bahan ini dapat mengikat bahan logam. Selulosa pada kulit durian memiliki tiga gugus hidroksil yang reaktif dan memiliki unit berulang-ulang yang membentuk ikatan hidrogen intramolekul dan antar molekul. Ikatan ini memiliki pengaruh yang besar pada kereaktifan selulosa terhadap gugus-gugus lain. Polimer selulosa terdiri dari monomer Dglukosa yang dapat dimodifikasi oleh gugus fosfat (Soekardjo, 1990).Karbon aktif dapat berbentuk serbuk danbutiran yang merupakan suatu senyawa karbon yang mempunyai ciri-ciri khas berupapermukaan pori yang luas dan dalam jumlah yang banyak. Karbon aktif dengan luas permukaan yang besar dapat digunakan untuk berbagai aplikasi, diantaranya sebagai penghilang warna, penghilang rasa, penghilang bau dan agen pemurni dalam industri makanan.Selain itu juga banyak digunakan dalam proses pemurnian air baik dalam proses produksi air minum maupun dalam penanganan limbah(Wu,2004)..Penelitian tentang pemanfaatan kulit durian yang dijadikan sebagai karbon aktif s karbon aktif sebagai bahan penyerap telah dilakukan sebelumnya yaitu sebagai penyerap zat warna Mthylene Blue(Ismadji, et al., 2006),ebagai bahan penyerap telah dilakukan sebelumnya yaitu sebagai peningkatan minyak jelantah (Hasibuan, 2008), sebagai adsorben logam Cu pada air dengan aktivator H2SO4 (Gultom, 2012) dan aktivator HCl (Wardani, 2012), adsorben logam Fe pada air gambut dengan aktivator larutan kalium hidroksida (Apriani, dkk., 2013), dan sebagai bioadsorben zat warna Methylene Blue (Sudrajat, 2011). Pada penelitian kali ini dilakukan variasi konsentasi KOH pada aktivasi kulit durian yang di aplikasikan pada penyerapan zat warna pada methylen blue.

IIMETODE PENELITIAN

A. Tempat dan Waktu Penelitian Penelitian ini dilaksanakan selama 2 minggu. Preparasi sampel serta analisis parameter fisik dan kimia dilakukan di Laboratorium Kimia Pusat Laboratorium Terpadu (PLT) Universitas Islam Negeri Syarif Hidayatullah Jakarta.B. Alat dan BahanAlat yang digunakan adalah peralatan penggiling atau penumbuk, oven, pemanas, timbangan digital, pengaduk, gelas beacker 250 ml, beacker glass 500 ml , beacker glass 50 ml, Erlenmeyer, kertas saring, dan corong.Bahan yang digunakan dalam praktikum pembuatan adsorben ini adalah kulit duren yang telahdi arangkan dan dihaluskan, KOH, dan aquadest.C. Prosedur PenelitianPertama kulit duren yang telah dikeringkan dibakar dan dijadikan arang, setelah itu kulit duren dihaluskandengan menggunakan penumbuk atau penghalus.Setelah dihaluskan, karbon aktif durian dalam bentuk serbuk hitam di bagi ke dalam tiga becker glass masing masing sebanyak 3,75 gram. Setelah itu , arang kulit durian tersebut diaktivasi dengan mencampurkan arang kulit durian dan Kalium Hidroksida (KOH) dengan variasi konsentrasi yaitu 1M , 2M dan 3M. Proses aktivasi berlangsung selama seminggu. Setelah itu arang kulit durian disaring dengan menggunakan kertas saring,dan di oven dengan temperatur 1500c selama satu hari.Setelah kering, proses selanjutnya ialah karbon aktif kulit duren diuji dengan menggunakan K2CrO7 (1M), CuSO4 (1M), dan Metilen Blue. IIIHASIL DAN PEMBAHASAN

A. Data PengamatanTabel 1. Berat Arang Kulit Durian Sebelum di AktivasiNoBerat Serbuk Duren

13.57 Gram

23.57 Gram

33.57 Gram

Tabel 2. Berat Arang Kulit Durian Setelah di AktivasiBeaker Gelas KOHBerat Serbuk Duren

1M2.85 gram

2M3.15 gram

3M3.17 Gram

Tabel 3. Hasil Adsorbansi dengan K2Cr07Serbuk duren dengan Aktivasi KOHPerubahan yang terjadi

1 MTidak Berubah

2 MTidak Berubah

3 MTidak Berubah

Tabel 4. Hasil Adsorbansi Dengan CUSO4Serbuk duren dengan Aktivasi KOHPerubahan yang terjadi

1 MTidak Berubah

2 MTidak Berubah

3 MTidak Berubah

Tabel 5. Hasil Adsorbansi Dengan Metilen BlueSerbuk duren dengan Aktivasi KOHPerubahan yang Terjadi

1 MDari Biru menjadi Orange Muda

2MDari Biru menjadi Orange Muda

3MDari Biru menjadi Orange Muda

B. PembahasanKarbon aktif kulit durian diperoleh dengan cara memberikan perlakuan kimia dan fisika terhadap material kulit durian. Pada penelitian ini, bahan baku dikarbonisasi terlebih dahulu sehingga bahan baku yang dicampur dengan aktivator memiliki kandungan karbon yang tinggi. Adapun aktivator yang digunakan adalah KOH. Hal ini karena KOH sebagai aktivator dapat bereaksi dengan karbon dan KOH merupakan basa kuat sehingga bisa menghilangkan zat - zat pengotor dalam karbon sehinggga membuat karbon menjadi lebih berpori seperti pada Gambar 1. Proses pemanasan karbon aktif melibatkan reaksi kimia di dalamnya. Reaksi kimia yang terjadi adalah

KOH bereaksi dengan karbon pada suhu tinggi untuk membentuk K2CO3 serta K2O dengan tambahan hidrogen. Mengingat dekomposis KOH ke K2O serta kemampuan mengurangi karbon, reaksi tambahan yang dilakukan selama proses aktivasi seperti yang ditunjukkan pada reaksi berikut:

Uap yang dihasilkan persamaaan (2) menyebabkan penghapusan karbon aktif sebagai CO seperti yang ditunjukkan dalam persamaan (3) yang mengarah ke pembentukan pori-pori. Karbon juga digunakan untuk mengurangi K+ ke K seperti yang ditunjukkan pada persamaan (7) dan(8). Proses aktivasi karbon dengan KOH menghasilkan sejumlah mikropori dan mesospori seperti pada Gambar 1.(Ririn Apriani,dkk. 2013)

Gambar 1. Pembentukkan mikropori dalam karbon mesopori pada aktivasi dengan KOHHasil karbonisasi dan aktivasi arang kulit durian. Proses karbonisasi dilakukan untuk mengurai selulosa menjadi unsur karbon dan mengeluarkan unsur-unsur nonkarbon dari dalam material dasar. hasil karbonisasi warna yang tebentuk pada arang adalah hitam kecoklatan. Sebelum dikarbonisasi berat kulit durian yang didapat adalah sebanyak 3.57 gram untuk ketiga sampel yang dibuat. Akan tetapi, setelah diaktivasi dan dioven kulit durian yang didapat berkurang menjadi :Beaker Gelas KOHBerat Serbuk Duren

1M2.85 gram

2M3.15 gram

3M3.17 gram

Massa karbon aktif sebelum aktivasi adalah lebih besar daripada sesudah aktivasi karena dalam proses aktivasi kotoran-kotoran yang menutupi pori-pori karbon ikut terlepas (teruapkan) seiring pertambahan suhu aktivasi. Melalui proses aktivasi ini pula, karbon akan memiliki daya serap yang semakin meningkat.Setelah didapatkan serbuk durian yang telah diaktivasi. Selanjutnya yaitu menguji adsorpsi dari karbon aktif kulit durian. Untuk pengujian dengan K2Cr07 dan CuSO4 Tidak ada perubahan, hal ini disebabkan karena sifat CuS04 dan K2Cr07 kemungkinan mempunyai molekul yang lebih besar dari luas permukaan karbon kulit durian sehingga sulit diadsorpsi. Sedangkan pada Metilen blue yang berubah warna menjadi orange muda. Hal ini disebabkan karena Daya adsorpsi yang besar pada arang aktif karena arang mempunyai pori-pori dalam jumlah besar dan luas permukaan yang besar sehingga mampu menyerap molekul pada metilen blue, maka ada gaya tarik menarik antara kulit durian dengan metilen blue, sesuai dengan teori ini.Bentuk adsorpsi yang lain adalah sebagai konsekuensi dari gaya van der Walls seperti halnya yang ada antar molekul-molekul itu sendiri pada fasa cair. Hal ini menyangkut gaya tarik-menarik elektroforesis antar molekul. Bila gaya ini terjadi antara atom atau molekul dengan permukaan maka yang ada adalah hanya gaya tarik-menarik secara fisika tanpa disertai perubahan kimia. Adsorpsi semacam ini disebut sebagai adsorpsi fisika atau fisidorpsi Seluruh bagian permukaan adsorbens tidaklah mungkin mampu secara aktif mengadsorpsi suatu larutan, sebab ada bagian bagian tertentu yang mungkin porinya tertutupi oleh pengotor.

IVKESIMPULAN

Dari penelitian yang telah dilakukan, yaitu mengenai adsorpsi menggunakan sekam padi dapat ditarik beberapa kesimpulan. Diantaranya adalah:1. Kulit durian dapat dijadikan sebagai karbon aktif, karena memiliki pori pori yang besar setelah diaktifasi2. Berat arang aktif setelah diaktifasi lebih kecil dibandingkan sebelum diaktifasi disebabkan karena, lepasnya pengotor yang menempel3. Karbon aktif kulit durian dapat menyerap warna methylen blue menjadi warna oren4. Karbon aktif kulit durian tidak dapat menyerap logam Cu dalam larutan CuSo4 dlogam dalam larutan K2CrO7 karena hal ini disebabkan karena sifat CuS04 dan K2Cr07 kemungkinan mempunyai molekul yang lebih besar d ari luas permukaan karbon kulit durian sehingga sulit diadsorpsi.

VDAFTAR PUSTAKA

Alqadrie R WN, Sudarmadji & Yunianto T . 2000.Pengolahan Air Gambut untuk Persediaan Air Bersih, Teknosains 13(2) MeiApriani, R., Faryuni, I.D., dan Wahyuni, D.(2013): Pengaruh Konsentrasi Aktivator Kalium Hidroksida (KOH) terhadap Kualitas Karbon Aktif Kulit Durian sebagai Adsorben Logam Fe pada Air Gambut. Jurnal Prisma Fisika, Vol.1 No.2 Hal.82-86. Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Tanjungputra. Pontianak.Gultom, F. 2012. Pengaruh Konsentrasi H2SO4 Terhadap Kualitas Karbon Aktif dari Kulit Durian sebagai Adsorben Logam Cu.Politeknik Negeri Sriwijaya. Palembang.Hasibuan, L. 2008.Studi Penggunaan Karbon Aktif dari Kulit Durian untuk Meningkatkan Kualitas MinyakJelantah.UniversitasAndalas. Padang.Prabowo,rossi.2009.Pemanfaatan Limbah Kulit Durian Sebagai Produk Briket di Wilayah Kecamatan Gunung Pati Kabupaten Semarang.Universitas Wahid Hasyim Jakarta.JakartaSoekardjo. 1990. Kimia Anorganik: Cetakankedua. Rineka Cipta. JakartaSudrajat, H. 2011. Aktivasi Kulit Durian untuk Biosorben: Pengaruh Aktivator terhadapKarakteristik Struktur dan Kapasitas Adsorbsi Methylene Blue. Program StudiTeknik Kimia JurusanTeknik Kimia Universitas Gadjah Mada. Yogyakarta.(Tesis).Wardani, S. P. 2012. Pengaruh Konsentrasi Asam Klorida terhadap Kualitas Karbon Aktif dari Kulit Durian sebagai Adsorben Logam Cu. Politeknik Negeri Sriwijaya. Palembang.Wu S, Paul C. 1998. Modification of commercial activated carbon for metal adsorption by several approaches. [Makalah Pribadi]. http//www.cee.vt.edu/journalshun-

VILAMPIRAN

Gambar 2. Uji Adsorbansi Karbon Aktif Kulit Durian dalam CuSO4

Gambar 3. Uji Adsorbansi Karbon Aktif Kulit Durian dalam K2CrO7

Gambar 4. Uji Adsorbansi Karbon Aktif Kulit Durian dalam Methylen Blue