Penggunaan teknologi penjerapan (adsorpsi) dalam menurunkan kadar logam berat di air tanah dinilai menjadi solusi yang mudah, murah, dan tepat. Dengan memanfaatkan banyaknya limbah kayu bangkirai sisa pembuatan rangka pintu dan jendela menjadi sebuah solusi akan permasalahan limbah dan air. Limbah kayu bangkirai dapat dimanfaatkan menjadi adsorben karbon aktif yang mampu mengadsorp logam berat. Kayu bangkirai yang kaya akan lignin diharapkan mampu bersaing dengan karbon aktif berbasis tempurung kelapa. Karbon aktif yang dihasilkan dapat dimanfaatkan untuk teknologi fluidized bed adsorption untuk menghindari penurunan tekanan yang tinggi pada sistem fixed bed adsorption. Kemudian untuk memaksimalkan kinerja karbon aktif maka perlu dilakukan modifikasi bentuk karbon aktif menjadi granulated activated carbon (GAC). Proses granulasi karbon aktif dilakukan dengan menambahkan kitosan, senyawa yang tidak mudah larut dalam air dan bersifat non toksik, yang berfungsi sebagai pengikat dan dapat digunakan sebagai adsorben.
Sintesis karbon aktif melalui proses karbonisasi tidaklah mudah dilakukan. Bahan baku lignoselulosa memiliki dua komponen utama, lignin dan selulosa, yang dapat terdekomposisi pada suhu yang sangat berbeda, yakni 400oC dan 200oC. Proses karbonisasi pada limbah kayu bangkirai bertujuan untuk mendekomposisi lignin menjadi rantai yang lebih pendek sehingga menghasilkan gugus aktif yang dapat mengikat ion logam berat. Proses dekomposisi tidak boleh berlangsung pada suhu yang terlalu tinggi dan waktu yang lama, karena dapat mengubah gugus aktif menjadi senyawa yang mudah menguap dan menyisakan arang (char) tanpa gugus fungsi. Kemudian untuk membuat struktur karbon yang berpori, dilakukan proses dekomposisi selulosa menjadi senyawa yang mudah menguap. Tekanan uap yang dihasilkan di dalam bahan akan mendesak struktur lignin sehingga terbentuk pori-pori yang dapat dimanfaatkan untuk prsoes adsorpsi. Tidak hanya itu, kitosan yang memiliki kemampuan adsorpsi juga ditambahkan untuk mengisi pori-pori di dalam karbon aktif. Sehingga produk yang dihasilkan memiliki kemampuan adsoprsi ganda yang berasal dari gugus aktif karbon dan kitosan.
Hasilnya adalah kemampuan adsorpsi kombinasi karbon aktif dan kitosan mampu menurunkan kandungan besi di dalam air lebih cepat dibandingkan dengan karbon aktif teraktivasi kimia. Efek jangka panjang yang dihasilkan dari bahan yang biodegradable menjadi suatu kelebihan tersendiri dibandingkan penggunaan aktivator kimia.
Gambar 1. Arang aktif dari limbah kayu bangkirai dan serbuk kitosan
Tim Peneliti :
1. Fadhil Muhammad Tarmidzi, S.T., M.T. (Teknologi Pangan/JSTPK/ITK)
2. Riza Alviany. S.T., M.T. (Teknik Kimia/JTIP/ITK)