Produksi Food Grade Activated Carbon

Mirip dengan bio pellet fuel dimana setiap user membutuhkan spesifikasi tertentu jenis pellet fuel tersebut, demikian juga dengan activated carbon. Pada dasarnya setiap bio pellet fuel juga memiliki user atau pasar tersendiri (untuk lebih jelas bisa dibaca disini) demikian juga activated carbon. Pilihan jenis baku dan proses produksi akan mempengaruhi kualitas atau karakteristik activated carbon tersebut. Seperti halnya bio pellet fuel yang bisa dibuat dari berbagai jenis biomasa, activated carbon juga bisa dibuat dari material berbasis karbon seperti biomasa dan batubara. Wood pellet adalah salah satu produk dari bio pellet fuel yang paling populer, dan coconut shell activated carbon adalah salah satu produk activated carbon yang paling populer.

Salah satu penggunaan activated carbon adalah untuk bidang pangan dan untuk itu juga memiliki karakteristik tersendiri. Hal terpenting dari activated carbon untuk pangan ini adalah masalah ke-halalan produk tersebut, misalnya secara teknis activated carbon bisa dibuat dari tulang binatang, apabila tulang binatang haram seperti babi maka jelas activated carbon tersebut juga haram atau tidak boleh digunakan. Hal lain yang perlu diperhatikan adalah penggunaan activated carbon untuk produk pangan juga tidak boleh makanan dan minuman yang diharamkan misalnya minum-minuman beralkohol (minuman keras). Hal ini juga secara teknis activated carbon bisa digunakan untuk pemurnian alkohol tersebut.

“Maka hendaklah manusia itu memperhatikan makanannya. Sesungguhnya Kami benar-benar telah mencurahkan air (dari langit), kemudian Kami belah bumi dengan sebaik-baiknya, lalu Kami tumbuhkan biji-bijian di bumi itu, anggur dan hijauan , zaitun dan pohon kurma, kebun-kebun (yang) lebat, dan buah-buahan serta rumput-rumputan, untuk kesenanganmu dan untuk binatang-binatang ternakmu.” (QS 80 : 24-32)

Allah SWT memerintahkan kita untuk senantiasa memperhatikan makanan kita, hal ini karena Allah SWT tidak akan mengabulkan doa-doa kita apabila makanan yang kita konsumsi tersebut adalah barang haram. Activated carbon sebagai bahan pembantu untuk produksi pangan menjadi penting untuk mencapai kehalalan tersebut. Aplikasi activated untuk industri pangan terutama untuk menghilangkan warna dan bau tertentu dari produk-produk pangan tersebut. Beberapa contoh aplikasinya yakni pada pengolahan jus buah-buahan, madu, gula, pemanis, minyak makan (edible oil), soft drinks, sirup dan sebagainya. Pada industri air minum (potable water) activated carbon juga digunakan untuk menghilangkan rasa, bau dan kontaminan yang berbahaya.

Secara spesifik activated carbon yang sesuai standar industri pangan (food grade) juga memiliki karakteristik tersendiri. Karakteristik tersebut terkait kadar abu dan kimia abu. Kandungan abu activated carbon dihitung berdasarkan kandungan mineralnya atau komponen anorganiknya seperti Ca, Mg, Si, Fe dan sebagainya, yang tertinggal di dalam activated carbon setelah proses produksinya. Activated carbon untuk aplikasi pangan khususnya dan juga farmasi harus memiliki kemurnian tinggi dari pengotor berupa material anorganik atau mineral dalam abu tersebut. Untuk aplikasi tersebut activated carbon harus dibersihkan dengan dicuci dengan larutan asam dan sering diikuti dengan air supaya terbebas dari material anorganik abu tersebut.

Activated Carbon Untuk Industri Apa Saja!

Activated carbon atau arang aktif adalah bahan yang banyak sekali digunakan di berbagai industri, sebagai bahan pembantu proses atau pengolahannya. Industri makanan, minuman, energi, tambang hingga farmasi menggunakan activated carbon ini. Kebutuhan akan activated carbon juga terus meningkat sehingga produksi juga juga perlu terus ditingkatkan. Indonesia memiliki potensi besar sebagai produsen activated carbon kelas dunia mengingat berlimpahnya potensi bahan baku yang tersedia. 

Saat ini produsen-produsen activated carbon besar malah berada di luar Indonesia seperti Eropa dan Amerika. Padahal baik Eropa maupun Amerika tidak memiliki sumber bahan baku yang berlimpah atau sebagian besar import termasuk dari Indonesia. Bahan baku activated carbon yang paling favorit saat ini adalah tempurung kelapa dan sekali lagi Indonesia adalah negara dengan luas perkebunan kelapa terbesar di dunia, yakni sekitar 3,7 juta hektar. Tempurung kelapa sawit atau cangkang sawit juga bisa menjadi bahan baku pilihan selanjutnya. Dengan luas perkebunan sawit Indonesia sekitar 12 juta hektar, cangkang sawit yang dihasilkan lebih dari 10 juta ton/tahunnya. 

Bahan baku activated carbon terutama adalah arang (charcoal). Arang tersebut selanjutnya diaktivasi untuk menjadi arang aktif (activated carbon). Proses pembuatan arang yakni dengan karbonisasi atau pyrolysis. Tempurung kelapa sebagai contoh bahan baku arang, maka setelah diarangkan menjadi arang tempurung kelapa (coconut shell charcoal), yang selanjutnya arang ini menjadi bahan baku arang aktif. Sehingga pada dasarnya proses produksi arang aktif yakni melalui 2 tahapan proses yakni pyrolysis (karbonisasi) dan aktivasi. Proses produksi arangnya atau proses karbonisasi (pyrolysis) sama seperti proses pengarangan biomasa pada umumnya, untuk lebih detail bisa dibaca di sini. Saat ini pada kapasitas besar produksi arang tersebut dilakukan secara kontinyu dengan dengan indirect-heating. Rotating kiln dan heated auger pyrolyser adalah peralatan yang umum digunakan untuk produksi arang secara kontinyu tersebut. Integrasi produksi arang secara kontinyu dan proses aktivasi bisa dibaca di sini. 

Sedangkan tahap aktivasi bisa dilakukan dengan dua cara yakni aktivasi secara fisika dan kimia. Pilihan aktivasi tersebut tergantung dari target luas permukaan, distribusi pori dan keekonomian. Steam activation adalah aktivasi fisika yang paling banyak digunakan, sedangkan aktivasi kimia sangat beragam. Semakin luas permukaan dari activated carbon semakin mahal harganya juga sebanding dengan biaya produksinya. Peralatan aktivasi yang biasa digunakan ada 2 macam yakni, rotating kiln dan fluidized bed. Dari 2 peralatan ini jenis rotating kiln lebih banyak digunakan daripada fluidized bed. Harga peralatan rotating kiln lebih murah karena konstruksi dan operasionalnya lebih mudah daripada sistem fluidized bed. Fluidized bed system biasanya digunakan untuk produksi activated carbon kualitas lebih tinggi karena distribusi dan rekayasa pori lebih baik akibat fluidisasi. 

Standard dan kualitas activated carbon ditentukan terutama berdasarkan luas permukaan, distribusi pori, ukuran dan kekerasannya. Parameter angka iodine biasa digunakan juga untuk kualitas activated carbon. Semakin tinggi angka iodine semakin baik kualitas activated carbon tersebut. Angka iodine adalah angka yang menunjukkan seberapa besar adsorbent atau activated carbon tersebut dapat mengadsorpsi iod. Semakin besar nilai angka iod maka mengindikasikan semakin besar pula daya adsorpsi (penjerapan) dari adsorben atau arang aktif tersebut. Sebaliknya semakin tinggi kadar air dan kadar abu yang terkandung dalam karbon aktif akan mengakibatkan banyak pori yang akan tertutup oleh pengotor tersebut sehingga luas permukaan akan semakin kecil. Dimana luas permukaan berhubungan erat dengan daya jerap karbon aktif.Semua biomasa pada dasarnya bisa digunakan sebagai bahan baku arang aktif karena memiliki kandungan karbon. Aplikasi secara spesifik arang aktif tersebut yang menentukan pilihan bahan baku dan pilihan aktivasinya.