Dokumen tersebut membahas tentang pendingin alami yang menggunakan arang aktif tanpa listrik dan freon. Teknologi pendingin alami seperti Coolgardie safe dan metode pot in pot telah dikembangkan sejak dulu namun kini dilupakan. Penelitian ini bertujuan menganalisis kontribusi arang aktif terhadap penurunan suhu dalam pendingin alami tanpa listrik dan freon dengan membandingkan hasil penggunaan berbagai jenis arang aktif.

1. BAB 1. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Teknologi kuno saat ini sudah mulai ditinggalkan bahkan dilupakan.
Banyak masyarakat luas yang sudah terlena akan majunya teknologi yang
sudah ada, mereka lebih tertarik akan teknologi yang serba canggih. Padahal
selama tak merusak kondisi lingkungan dan alam, maka teknologi itu pasti
ramah lingkungan. Salah satunya teknologi yang digunakan untuk
mengawetkan pangan dengan menggunakanan alat yang dapat menurunkan
suhu menjadi rendah secara alamiah.
Teknologi pendingin alami yang sudah dikembangkan dari dulu yaitu
Coolgardie safe dan Metode Pot in Pot. Coolgardie Safe adalah unit pendingin
berteknologi sederhana yang menggunakan perpindahan panas yang terjadi
selama penguapan air menggunakan sarung goni (Putranto, 2012). Sedangkan
metode pot in pot yaitu metode pendingin dengan menggunakan pasir yang
dimasukkan diantara kedua pot yang ditumpuk. Kedua teknologi alami itu
sudah lama dilupakan dan tidak dikembangkan lebih lanjut lagi.
Dari penemuan-penemuan cara menurukan suhu untuk pengawetan
pangan pada masa lalu yang kini disebut kulkas, jelas menggunakan listrik
atau freon. Tapi siswa Indonesia tidak lama ini mengembangkan teknologi
kulkas tanpa listrik dan freon. Konsep Green Refrigerant Box, atau kulkas
tanpa freon dan listrik yang disajikan dalam karya ilmiah tersebut fokus pada
penggunaan kayu gelam sebagai solusi alternatif untuk pendingin buah-
buahan dan sayur-sayuran (Kompas, 2014). Karya ilmiah kulkas tanpa listrik
dan freon ini terfokus pada pemanfaatan arang aktif dari Kayu Gelam atau
Kayu Putih, sebagai solusi alternatif untuk pendingin buah dan sayur. Arang
aktif sendiri akan memiliki peranan yang besar dalam teknologi pendinginan
secara alami. Fungsi arang aktif dalam teknologi tersebut sebagai penyerap
uap yang ada di dalam kotak. Pemanfaatan arang aktif dengan jumlah yang
berbeda juga digunakan sebagai pendingin alami oleh siswa dari SMA Negeri
Sekayu, Sumatera Selatan. Namun belum ada penelitian yang menganalisis
seberapa besar kontribusi arang aktif tersebut terhadap besarnya penurunan
suhu dalam pendingin alami.
Arang aktif (activated carbon) sendiri berdasarkan pada pola strukturnya
adalah suatu bahan yang berupa karbon amorf yang sebagian besar terdiri dari
karbon bebas serta memiliki permukaan dalam sehingga memiliki daya serap
yang tinggi (Alfathoni, 2002). Berdasarkan uraian tersebut di atas, kami
mempunyai suatu gagasan untuk melakukan penelitian lebih lanjut pengaruh
kontribusi bahan utama dalam pendingin alami yaitu arang aktif terhadap
penurunan suhu yang dihasilkan. Selain itu kami juga ingin menganalisis
adakah pengaruh jenis (variasi) arang aktif terhadap penurunan suhu.

2. 1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang diatas, rumusan masalah yang digunakan
sebagai berkut:
1. Bagaimana kualitas dari pendingin alami ketika tanpa menggunakan
arang aktif dan dengan saat menggunakan arang aktif?
2. Bagaimana perbedaan suhu yang diperoleh ketika jenis arang aktif diganti
dengan jenis arang aktif yang lain?
3. Bagaimana kontribusi arang aktif terhadap pendinginan secara alami
tanpa menggunakan listrik dan freon?
1.3 Tujuan
Tujuan diadakannya penelitian terhadap arang aktif yaitu sebagai berikut:
1. Mengetahui kualitas atau hasil dari pendingin alami pada saat tanpa
menggunakan arang aktif dan dengan saat menggunakan arang aktif.
2. Mengetahui perbedaan suhu akhir yang didapat ketika menggunakan
arang aktif yang diganti dari arang aktif sebelumnya.
3. Mengetahui seberapa besar kontribusi arang aktif terhadap penurunan
suhu pada teknologi pendingin secara alami yang tanpa menggunakan
listrik dan freon.
1.4 Luaran yang diharapkan
Penulis mengharapkan luaran dari penelitian ini dengan berupa artikel
ilmiah dan acara seminar tentang kontribusi arang terhadap pendingin. Serta
luaran lain yang diharapakan berupa media cetak untuk himbauan bahwa
pendingin alami menggunakan arang aktif lebih efisien dari pada dengan
freon. Serta dokumentasi selama kegiatan berlangsung.
1.5 Manfaat Kegiatan
Adapun manfaat dari pelaksaan program penelitian terhadap arang aktif
yaitu:
1. Bagi mahasiswa, penelitian tentang kulkas tanpa listrik ini menjadi
wawasan yang lebih dan dapat meningkatkan kreativitas serta daya saing
antar mahasiswa untuk memperbaiki kondisi lingkungan yang ada.
2. Bagi masyarakat, dengan terbentuknya teknologi pendingin alami tersebut
dapat menjadi alternatif lain apabila ketersediaan listrik terbatas.

3. BAB 2. TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Green Refrigerant Box (RGB)
Green Refrigerant box adalah kulkas tanpa Freon dan listrik. Kulkas ini
memanfaatkan hukum Fisika tentang gas ideal yang menyatakan bahwa bila
tekanan diturunkan, maka suhu juga akan turun. Kulkas ini memanfaatkan
arang kayu sebagai pendingin utama. Alat-alat yang digunakan untuk membuat
kulkas in diantaranya adalah container plastic yang dilapisi styroform pada
semua sisianya, kemudian dilapisi kembali dengan menggunakan kertas
alumunium foil. Alat lainnya adalah dua buah kaleng bekas kemasan minuman
bersoda yang disii dengan arang kayu gelam dan kaleng lainnya diisi dengan
alcohol 70%. Arang kayu gelam yang digunakan sebelumnya telah diproses
dengan merendamnya dalam cairan NaOH, kemudian dioven selama satu jam
dengan suhu 150 derajat celcius. Kulkas ini juga dilengkapi dengan pompa
yang dipasang diluar box sebagai alat untuk menurunkan tekanan uap alcohol
sehingga uap yang ada di jerat oleh arang aktif.
Gambar 2.1 Rangkain Green Refrigerant box
(sumber: kompas, 2014)
Green Refrigerant Box dilengkapi dengan adanya pompa dibagian luar
box, pompa ini digunakan untuk menurunkan tekanna uap alcohol, pemompaan
dilakukan setiap lima atau sepuluh menit sekali sampai tekanan uap alkoholnya
turun. Setelah uap alcohol diturunkan tekannanya, partikel uap akan dijerat
oleh arang aktif yang sebelumnya telah dimasukkan kedalam kaleng. Cara ini

4. dapat menurunkan suhu di dalam box hingga 5,5 derajat celcius yang awalnya
28 derajat celcius dalam waktu dua jam dua puluh menit. Penurunan suhu ini
dapat digunakan untuk mengawetkan buah dan sayuran.
2.2 Arang Aktif
Arang merupakan pendingin utama pada alat Green Refrigerant Box.
Arang sendiri merupakan suatu padatan berpori yang mengandung 85-95%
karbon, dihasilkan dari bahan-bahan yang mengandung karbon dengan
pemanasan pada suhu tinggi. Ketika pemanasan berlangsung, diusahakan agar
tidak terjadi kebocoran udara didalam ruangan pemanasan sehingga bahan
yang mengandung karbon tersebut hanya terkarbonisasi dan tidak teroksidasi.
Arang selain digunakan sebagai bahan bakar, juga dapat digunakan sebagai
adsorben (penyerap). Daya serap ditentukan oleh luas permukaan partikel dan
kemampuan ini dapat menjadi lebih tinggi jika terhadap arang tersebut
dilakukan aktifasi dengan aktif faktor bahan-bahan kimia ataupun dengan
pemanasan pada temperatur tinggi. Dengan demikian, arang akan mengalami
perubahan sifat-sifat fisika dan kimia. Arang yang demikian disebut sebagai
arang aktif.
Arang aktif merupakan senyawa karbon amorph, yang dapat dihasilkan
dari bahan-bahan yang mengandung karbon atau dari arang yang diperlakukan
dengan cara khusus untuk mendapatkan permukaan yang lebih luas. Luas
permukaan arang aktif berkisar antara 300-3500 m2/gram dan ini berhubungan
dengan struktur pori internal yang menyebabkan arang aktif mempunyai sifat
sebagai adsorben. Arang aktif dapat mengadsorpsi gas dan senyawa-senyawa
kimia tertentu atau sifat adsorpsinya selektif, tergantung pada besar atau
volume pori-pori dan luas permukaan. Daya serap arang aktif sangat besar,
yaitu 25- 1000% terhadap berat arang aktif.
Proses aktivasi merupakan suatu perlakuan terhadap arang yang bertujuan
untuk memperbesar pori yaitu dengan cara memecahkan ikatan hidrokarbon
atau mengoksidasi molekul-molekul permukaan sehingga arang mengalami
perubahan sifat, baik fisika maupun kimia, yaitu luas permukaannya bertambah
besar dan berpengaruh terhadap daya adsorpsi. Pada umumnya karbon aktif
dapat di aktivasi dengan 2 cara, yaitu dengan cara aktivasi kimia dengan
hidroksida logamalkali, garam-garam karbonat, klorida, sulfat, fosfat dari
logam alkali tanah dan khususnya ZnCl2, CaCl2, asam-asam anorganik seperti
H2SO4 dan H3PO4 dan aktivasi fisika yang merupakan proses pemutusan
rantai karbon dari senyawa organik dengan bantuan panas pada suhu 800°C
hingga 900°C .( S.C. KIM, I.K.1996)
Faktor faktor yang berpengaruh terhadap proses aktivasi adalah waktu
aktivasi, suhu aktivasi, ukuran partikel, rasio activator dan jenis aktivator yang

5. dalam hal ini akan mempengaruhi daya serap arang aktif . Tujuan penelitian ini
adalah membuat karbon aktif Spektrum Industri dengan proses aktivasi kimia
dan mencari kondisi optimum untuk mendapatkan arang aktif yang sesuai
dengan standar SNI No. 06-3730-1995. (M. Tawalbleh, 2005)
Samaniego dan A.I de Leon, telah mencoba membuat arang aktif dari
beberapa macam limbah, seperti: sekam, dedak, tempurung kalapa dan lain-
lain. Bahan baku yang telah dihancurkan dan dikeringkan, didestilasi dalam
electric muflle furnace. Destilasi berlangsung sampai tidak ada destilat yang
mengalir dari alat pendingin. Arang yang dihasilkan, selanjutnya diaktifasi
dengan menggunakan bahan kimia yang berbeda, antara lain: HCL, HNO3,
H2SO4, H3PO4, NaOH, NaCI, KCI, ZnCl2 dan CaCl2. Selanjutnya campuran
arang dan aktifator dipanaskan pada temperatur dan waktu tertentu. Hasil yang
diperoleh, diuji daya serapnya terhadap larutan odine. Dari percobaan yang
dilakukan, ternyata daya serap arang aktif ditentukan oleh jenis bahan dasar
dan aktifaktor yang digunakan. Hal ini berhubungan dengan struktur pori dari
masing-masing bahan. Sembiring dan Sinaga pada tahun 2003 telah meneliti
tentang hal ini, dan dapat diiketahui bahwa semakin besar pori-pori arang aktif,
mengakibatkan luas permukaan semakin besar dan kecepatan adsorpsi
bertambah. Arang aktif yang telah dihaluskan akan meningkatkan kecepatan
adsorpsi. Ukuran partikel karbon aktif makin halus, semakin baik akses ke area
permukaan dan lebih cepat laju adsorpsi kinetic.
2.3 Jenis Arang Aktif

6. BAB 3. METODE PENELITIAN
3.1 Tahapan Penelitian
Penelitian yang akan dilakukan adalah menganalisis kontribusi arang
terhadap pendingin alami dengan konsep GRB (Green Refrigerator Box).
Tahapan kerjanya sebagai berikut
1. Pembuatan rancangan pendingin alami
Gambar 3.1 Rancangan Pendingin Ilmiah Tanpa Menggunakan Arang
Keterangan Gambar
: Box yang dilapisi sterefoam dan aluminium foil
: Kaleng bekas yang bagian luarnya dilapisi aluminium foil
: Tempat meletakkan kedua buah kaleng yang terbuat dari sterofom
: Sebagai sekat kedua kaleng yang terbuat dari sterofoam
: Selang untuk mengalirkan udara dari evaporator
: Botol sebagai pemompa udara (evaporator)
2. Kaleng bekas di suntik etanol
3. Botol dipompa rentan waktu 5 sampai 10 menit sekali
4. Pembuatan rancangan pendingin ilmiah dengan kaleng bekas yang terisi
arang

7. Gambar 3.2 Rancangan Pendingin Ilmiah Menggunakan Arang
Keterangan Gambar
: Box yang dilapisi sterefoam dan aluminium foil
: Kaleng bekas yang sudah terisi arang dan bagian luarnya dilapisi
aluminium foil
: Tempat meletakkan kedua buah kaleng yang terbuat dari
sterofoam
: Sebagai sekat kedua kaleng yang terbuat dari sterofoam
: Selang untuk mengalirkan udara dari evaporator
: Botol sebagai pemompa udara (evaporator)
5. Kaleng yang sudah terisi arang di suntik dengan etanol
6. Botol dipompa dengan rentan waktu 5 sampai 10 menit sekali
7. Kemudian kaleng diganti dengan kaleng yang sudah terisi dengan arang
jenis lain
8. Membandingkan kinerja antara tidak terisi arang dengan yang terisi
beberapa jenis arang
3.2 Luaran
Luaran yang dihasilkan dari program kreativitas ini adalah berupa data
temperatur dari Green Refrigerant Box untuk beberapa variasi keadaan yaitu
tanpa adanya arang dan dengan menggunakan arang yang bervariasi.

8. 3.3 Indikator Terukur
Indikator terukur pada penelitian ini adalah berupa nilai temperatur.
dengan membandingkan pengukuran suhu di dalam pendingin alami yang
tidak terisi arang dengan pendingin yang terisi beberapa macam jenis
arang, kemudian percobaan yang mengahasilkan suhu yang rendah serta
tahan lama mebuat sayur-sayuran dan buah-buahan segar dikatakan
sebagai indikator terukur.
3.4 Teknik Pengumpulan Data
1. Green Refrigerantor Box dipersiapkan sebanyak lima buah. Kemudian
diberikan variasi keadaan.
2. Keadaan yang pertama dibuat tanpa menggunakan arang sebagai
komponen adsorbsi.
3. Keadaan kedua dibuat dengan menggunakan arang kayu sebagai
komponen absorbsi.
4. Keadaan ketiga dibuat dengan menggunakan arang sekam padi sebagai
komponen absorbsi.
5. Keadaan keempat dibuat dengan menggunakan arang batok kelapa
sebagai komponen absorbsi.
6. Keadaan kelima dibuat dengan menggunakan arang bambu sebagai
komponen absorbsi.
7. Selanjutnya masing-masing GRB dipompa setiap 5-10 menit sekali
sampai suhu dalam box turun.
8. Kemudian suhu masing-masing box diukur pada waktu yang sama.
Sehingga didapatkan data suhu pada masing-masing box.
9. Langkah 8 diulangi sebanyak 5 kali untuk mendapatkan ketelitian.
3.5 Analisis Data
Dalam pengukuran temperature persamaan yang digunakan adalah
persamaan gas ideal, dimana persamaannya adalah 𝑝𝑉 = 𝑛𝑅𝑇 atau 𝑝𝑉 =
𝑁𝑘𝑇. Persamaan ini kemudian diturunkan untuk mendapatkan ralat
standart deviasi. Dan kemudian data tempeatur yang diperoleh secara
berulang disubtitusikan pada persamaan ralat standat deviasi agar
diperoleh ketelitian temperatur.
3.6 Penafsiran dan penyimpunan hasil
Nilai temperature akan terukur pada suhu 5,5°C ketika
menggunakan kaleng terisi arang aktif yang telah disuntikkan etanol akan
mengalami perununan suhu setelah 2 jam 20 menit.