Perpustakaan Digital ITB

Limbah biji alpukat dapat dimanfaatkan sebagai bahan baku pembuatan karbon aktif untuk keperluan adsorpsi. Penelitian ini bermaskud untuk menganalisis efisiensi pemanfaatan biji alpukat sebagai bahan baku adsorben karbon aktif senyawa gas amonia (NH3) dan hidrogen sulfida (H2S). Limbah biji alpukat yang telah dikeringkan dengan pemanasan selama 24 jam pada suhu 110oC kemudian dikarbonisasi pada atmosfer N2 pada suhu 700oC dengan laju kenaikan suhu 10oC per menit selama 3 jam. Proses dilanjutkan dengan aktivasi karbon biji alpukat pada pemanasan hingga suhu 850oC dengan campuran aliran gas N2 dan CO2 selama 15 menit, 2 jam dan 3 jam. Uji pendahuluan karbon aktif biji alpukat dilakukan untuk melihat luas permukaan (Uji BET), morfologi (Uji SEM), kadar air, kadar abu, dan daya serap iodin. Uji adsorpsi dilakukan menggunakan kolom adsorpsi berbahan dasar kaca dengan ukuran diameter 1,2 cm dan tinggi 36 cm. Gas NH3 dan H2S yang digunakan sebagai adsorbat merupakan gas sintesis. Percobaan adsorpsi gas NH3 dilakukan dengan variasi massa adsorben 1 gram, 3 gram dan 5 gram karbon aktif biji alpukat dengan variasi konsentrasi inlet gas 10 ppm, 20 ppm dan 40 ppm. Percobaan adsorpsi gas H2S dilakukan dengan variasi massa adsorben 0,1 gram, 0,2 gram dan 0,3 gram karbon aktif biji alpukat dengan konsentrasi inlet gas 20 ppm. Gas NH3 dan H2S masing-masing dari kantong udara pada kolom adsorpsi menggunakan pompa vakum dengan laju alir 1.121,6 ml/min untuk adsorpsi NH3 dan 1.056,4 ml/min untuk adsorpsi gas H2S. Konsentrasi inlet dan outlet gas diukur menggunakan gas sensor Tipe SKY2000-M2. Luas permukaan karbon aktif biji alpukat (SBET) yaitu sebesar 102,88 m2/gram (aktivasi 15 menit), 523,041 m2/gram (aktivasi 2 jam), dan 381,969 (aktivasi 3 jam). Karbon aktif biji alpukat yang digunakan untuk proses adsorpsi yaitu karbon aktif dengan luas permukaan tertinggi (523,041 m2/gram). Kadar air dan kadar abu karbon aktif biji alpukat dengan metode aktivasi selama 2 jam berturut-turut yaitu 4,90% dan 13,46%. Nilai daya serap iodin karbon aktif biji alpukat yaitu sebesar 1.089,07 mg/g. Kapasitas adsorpsi biji alpukat yaitu 0,139 mg NH3/g dan 811,45 mg H2S/g. Berdasarkan kurva breakthrough dari hasil proses adsorpsi NH3 dan H2S, pada konsentrasi adsorbat yang sama, semakin banyak jumlah massa karbon aktif biji alpukat yang digunakan sebagai adsorben, semakin lama proses adsorpsi mencapai waktu breakpoint dan kondisi jenuh. Semakin tinggi konsentrasi inlet gas NH3 yang digunakan, semakin cepat proses adsorpsi mencapai waktu breakpoint dan kondisi jenuh. Berdasarkan studi kinetika, baik pseudo-first-order maupun pseudo-second order dapat menggambarkan adsorpsi dengan baik, walaupun pseudo-second-order cenderung lebih cocok menggambarkan proses yang terjadi. Hasil keduanya menunjukkan bahwa adsorpsi NH3 pada karbon aktif biji alpukat relatif terjadi secara kombinasi antara adsorpsi kimia dan fisika dengan kecenderungan proses kimia lebih besar dibandingkan proses fisika. Proses adsorpsi NH3 dan H2S pada penelitian ini terjadi pada lapisan monolayer mengikuti kecenderungan hasil studi isoterm yang menunjukkan hasil lebih cocok dengan isoterm Langmuir. Komposisi unsur N pada karbon aktif biji alpukat sebelum dan setelah proses adsorpsi NH3 dari hasil Uji EDS menunjukkan perubahan yang tidak signifikan yaitu dari 15,86% menjadi 15,98%. Komposisi unsur S pada karbon aktif biji alpukat sebelum dan setelah proses adsorpsi H2S dari hasil Uji EDS menunjukkan perubahan yang signifikan yaitu dari 0,08% menjadi 16,78%. Karbon aktif biji alpukat lebih cocok digunakan untuk mengadsorpsi gas H2S dibandingkan dengan adsorpsi gas NH3.