Info Penting! Lima Faktor Yang Menentukan Kualitas Dan Harga Karbon Aktif

Karbon Aktif sebagai Media Filter Air

Karbon Aktif adalah salah satu media filter air yang populer dan dikenal baik oleh masyarakat Indonesia. Karakteristik adsorpsi karbon aktif sangat kuat terutama untuk substansi organik (misalnya golongan hidrokarbon).

Fitur yang paling menonjol pada karbon aktif adalah luas permukaan karbon aktif yang bisa mencapai sebesar 3000 m² per gram, sebagaimana disebutkan dalam penelitian Dillon et al (1989), "Large surface area activated charcoal and the inhibition of aspirin absorption" yang diterbitkan jurnal Annals of Emergency Medicine. Sebagai gambaran, 3000 m² adalah hampir seluas lapangan sepak bola! Kenapa bisa seperti itu?

Karbon aktif 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. Kanal-kanal pori-pori inilah yang berkontribusi terhadap meningkatnya luas permukaan karbon aktif, yang disebabkan oleh proses aktivasi baik kimia maupun fisika.

Pengaktifan secara fisika pada dasarnya dilakukan dengan cara memanaskan bahan baku pada suhu yang cukup tinggi (600 - 900^oC) pada kondisi miskin udara (oksigen), kemudian pada suhu tinggi tersebut dialirkan media pengaktif seperti uap air dan CO₂.

Sedangkan pada pengaktifan kimiawi, bahan baku sebelum dipanaskan dicampur dengan bahan kimia tertentu seperti KOH, NaOH, K₂CO₃ dan lain sebagainya. Biasanya pengaktifan secara kimiawi tidak membutuhkan suhu tinggi seperti pada pengaktifan secara fisik, sehingga industri cenderung memilih aktivasi kimia karena secara biaya dan waktu lebih efektif. Namun diperlukan tahap pencucian setelah diaktifkan untuk membuang sisa-sisa bahan kimia yang dipakai.

Kedua aktivasi ini akan memperluas permukaan kontak dengan membuat karbon aktif berpori-pori yang sangat banyak tadi. Luas permukaan disini lebih dimaksudkan luas permukaan internal yang diakibatkan dari adanya pori-pori yang berukuran sangat kecil, dan di situlah kontaminan dijebak untuk penghilangan.

Bagaimana Karbon Aktif Bekerja?

cicak menempel di dinding memanfaat-
kan gaya van der Waals

Secara fisik, karbon aktif mengikat material dengan gaya van der Waals. Gaya van der Waals adalah gaya residual saling mengikat atau menjauh antara grup molekul atau atomik yang bukan berasal dari ikatan kovalen atau ikatan ionik. Contohnya adalah cicak yang dapat menempel di dinding, memanfaatkan gaya ini.

Karbon aktif tidak dapat mengikat dengan baik kepada beberapa bahan kimia, seperti alkohol, diol, asam dan basa kuat, metal, dan sebagian besat unsur inorganik seperti lithium, sodium, besi, timbal, arsenic, fluorine, and dan asam borat.

Karbon aktif tidak bisa mengikat dengan baik karbon monoksida. Ini harus menjadi salah satu hal yang diperhatikan bagi mereka yang menggunakan filter ini untuk respirators, fume hoods atau sistem kontrol gas lainnya yang tidak dapat terdeteksi oleh indra manusia.

Berikut adalah video bagaimana molekul karbon aktif mengadsorb kontaminan.

Aplikasi Karbon Aktif

Keunggulan aplikasi karbon aktif ini menjadikan aplikasi karbon aktif sangat luas di berbagai bidang dan industri, diantaranya adalah:

Karbon aktif berguna dalam aplikasi lingkungan, seperti filtrasi air tanah, filtrasi air minum (biasanya dikombinasikan dengan media lain atau bagian dari sistem reverse osmosis), remediasi air tanah, pemurnian gas (contohnya pemurnian gas LPG yang kita pakai di rumah untuk masak), membersihkan tumpahan cairan kimia, dan membersihkan senyawa organik volatil
Karbon aktif berguna sebagai filter industri minuman
Karbon aktif berguna pada farmasi. Biasanya di rumah sakit, banyak limbah cairnya seperti bekas suntikan dan lain-lain. Itu tidak boleh langsung dibuang, sangat berbahaya. limbah cair tadi harus disaring terlebih dahulu dengan menggunakan karbon aktif untuk menghilangkan zat-zat berbahayanya.
Karbon aktif berguna di pabrik kimia untuk menyaring air limbah menjadi air yang tidak lagi berbahaya bagi lingkungan saat dibuang.
Karbon aktif berguna di pabrik gula pasir sebagai pemucat atau penghilang warna kuning pada gula pasir.
Karbon aktif berguna di penambakan bisa membuat air laut menjadi air tawar.
Karbon aktif berguna di kapal laut sama juga yang ini untuk memurnikan air laut yang asin menjadi air tawar.
Karbon aktif berguna di tempat cuci pakaian (laundry) untuk menyaring air sabun menjadi air bersih yang dapat digunakan untuk menyiram tanaman. Ini namanya karbon yang ramah lingkungan.
Karbon aktif berguna di penambangan yang berguna untuk menyerap hasil tambang seperti emas, timah, tembaga, dan sebagainya. Untuk mendapatkan hasil tambang, karbon aktif dicampurkan pada air lumpur yang mengandung bahan tambang. Sifat karbon aktif, kan menyerap apa saja yang dilaluinya walau material yang kecil sekalipun. Nah, bahan tambang yang berbentuk pertikel kecil tadi nyangkut di karbon aktif. Setelah itu, karbon aktif dibakar, bahan tambang yang mengumpul pada karbon aktif tadi akan kelihatan setelah karbon aktif habis menjadi abu. Berikut adalah video percobaan sederhananya.
Karbon aktif, dalam kombinasi 50-50 dengan celite, digunakan pada fase stasioner dalam proses separasi kromatografik tekanan rendah dari karbohidrat (mono-, di-trisaccharides) menggunakan larutan ethanol (5–50%) sebagai fase mobile dalam protokol analitis.

Apa Yang Menentukan Kualitas dan Harga Karbon Aktif?

Biasanya, ketika Anda menghubungi penjual karbon aktif seperti Ady Water, kami akan bertanya kepada Anda, "Mau karbon aktif dengan nilai iodin berapa?". Nilai iodin adalah salah satu parameter yang menentukan kualitas dan harga karbon aktif, bahkan bisa dikatakan nilai ini adalah karakter utama yang ditonjolkan. Selain nilai iodin, ada 5 faktor yang menentukan kualitas dan harga karbon aktif.

Nomor Iodin
karbon aktif dengan nomor iodin 920 mg/g
Nomor iodin adalah parameter paling fundamental untuk mengkarakterisasi performa karbon aktif. Nomor Iodin didefinisikan sebagai berapa miligram iodine diserap oleh satu gram karbon saat konsentrasi iodine pada residual filtrat adalah 0,02 normal.

Sederhananya, nomor iodin menghitung berapa iodin yang diserap dalam pori-pori, dan sehingga, mengindikasikan volume yang tersedia pada karbon aktif yang diuji. Parameter ini mengukur level aktivitas (semakin tinggi nomor iodin berarti semakin tinggi derajat aktivasinya), dinyatakan dalam satuan mg/g (rentang tipikal antara 500–1200 mg/g). Nomor ini mengukur kandungan mikropori karbon aktif dengan pengadsorpsian iodin dari suatu larutan.
Dari nilai ini, bisa diturunkan penyetaraannya dengan luas permukaan karbon aktif. Tentu, semakin tinggi nomor iodin, akan semakin banyak kontaminan yang diserap oleh karbon aktif karena luas permukaannya lebih besar. Tapi tentu saja, mempengaruhi harga karbon aktif itu karena nilai produknya lebih tinggi.
Molasses
Nomor Molasses adalah ukuran dekolorisasi dari larutan molasses standar yang telah distandarisasi terhadap karbon aktif standar. Karena ukuran dari strukturnya, nomor molasses merepresentasikan potensial volume pori-pori yang tersedia untuk pengadsorbsian yang lebih besar. Parameter ini berguna untuk mengevaluasi laju adsorpsi karbon aktif dan efisiennya.
Kerapatan padatan
Kerapatan padatan atau kerangka karbon aktif biasanya berkisar antara 2.0 and 2.1 g/cm³ (125–130 lbs./cubic foot). Namun, sebagian besar dari sampel karbon aktif akan terdiri dari celah udara antar partikel, dan kerapatan sesungguhhnya akan lebih rendah dari angka itu, yaitu sekitar 0.4 to 0.5 g/cm3 (25–31 lbs./cubic foot). Secara umum, kerapatan yang lebih tinggi akan memberikan volume aktivitas yang lebih tinggi, mengindikasikan kualitas karbon aktif yang lebih tinggi. Tentu saja, harga nya akan lebih tinggi.
Kekerasan/Nomor abrasi
Parameter ini penting karena untuk mengukur resistansi karbon aktif terhadap pengikisan. Ini adalah salah satu indikator penting dari karbon aktif untuk menjaga keutuhan fisiknya dan bertahan dari gaya gesek yang diberikan saat backwash, dan sebagainya. Untuk karbon aktif coal based memiliki kekerasan lebih tinggi dibandingkan karbon aktif coconut based, yang menjadikan salah satu faktor karbon aktif coal based memiliki harga lebih mahal daripada karbon aktif coconut based.
Kandungan debu

Debu mengurangi aktivitas overall karbon aktif dan mengurangi efisiensi dari reaktivasi. Oksida logam dapat menodai karbon aktif yang menghasilkan diskolorisasi. Kandungan debu yang larut dalam asam/air lebih signifikan daripada total kandungan debu itu sendiri. Debu yang dapat larut bisa menjadi sangat penting bagi aquarists, karena oksida logam dapat memicu pertumbuhan alga. Karbon dengan sedikit kandungan debu yang dapat larut harus digunakan di bawah laut, ikan air permukaan, dan karang untuk menghindari dari keracunan logam berat dan pertumbuhan alga tak terkendali.